本发明专利技术涉及的是颗粒堆积物力链测量装置及测量方法，其中的颗粒堆积物力链测量装置由压力感应容器、荧光光谱检测仪、空气压缩机、半球形压头及其给进装置，半球形压头伸入透明的压力感应容器中，给进装置与空气压缩机连接，压力感应容器的侧面放置有荧光光谱检测仪，压力感应容器其中一个壁面与荧光光谱检测仪相对应，压力感应容器盖子带有激发光源，盖子上还有电源接头。本发明专利技术可有效预防颗粒物堆积的发生，清楚了解颗粒堆积物力链的传递方式，能够为如何有效清除井眼中的岩屑沉积床提供指导。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是描述颗粒堆积体内部力链形态的装置，具体涉及的是。
技术介绍
在石油钻井施工中产生大量岩屑颗粒物质，井眼中颗粒物在水平井段及斜井段堆积形成岩屑床，会造成卡钻、蹩泵，井底岩屑净化不完善，以及钻头重复破岩，增大钻头无用功磨损及破岩能耗，同时可能引起井下复杂情况，影响优快钻井。现有对于粉体力链网络形态的研究主要采用压痕法、光弹实验法。光弹原理力链研究装置只适用于透光性颗粒，压痕法只能测量颗粒与容器壁面接触点的受力大小，用于粒径较大的颗粒物的流动能力、力链网络形态研究设备很少，无法对预防岩屑颗粒堆积情况及有效清除井眼中的岩屑沉积床提供指导。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供颗粒堆积物力链测量装置，本专利技术的另一个目的是提供颗粒堆积物力链测量装置的测量方法，它用于解决目前缺乏对岩屑颗粒堆积物内部力链形态进行测量的设备的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是这种颗粒堆积物力链测量装置由压力感应容器、荧光光谱检测仪、空气压缩机、半球形压头及其给进装置，半球形压头伸入透明的压力感应容器中，给进装置与空气压缩机连接，压力感应容器的侧面放置有荧光光谱检测仪，压力感应容器其中一个壁面与荧光光谱检测仪相对应，压力感应容器盖子带有激发光源，盖子上还有电源接头。上述方案中压力感应容器其它三个壁面及底面上布满紧密的压电感应片；半球形压头上布满紧密的压电感应片。上述方案中给进装置为倒U型杆，倒U型杆为空心的，倒U型杆连接在平台下方的空气压缩机上，倒U型杆的另一端与半球形压头连接，具体为，U型杆的端部设置可伸缩的推杆，推杆与倒U型杆通过滑槽连接，推杆与倒U型杆之间还设置有弹簧，推杆与半球形压头固定。上述颗粒物力链测量装置的测量方法为一、将颗粒物浸泡在压敏涂料中，反复提放数次，使颗粒表面均勻粘上压敏涂料，晾干后将颗粒物装入压力感应容器并进行整平，将压头调整到颗粒堆积物上方，盖上容器盖，打开空气压缩机及荧光光谱检测仪；二、连接容器盖上的激发光源，打开荧光光谱检测仪及压电感应片的信号采集处理装置，调节空气压缩机推动压头向颗粒物加压，这样颗粒物与压头、颗粒物与容器壁面及底面产生压力作用，压电感应片将接触点产生的压力大小信号传输给计算机，在激发光源照射下，气动力压敏涂料经过压力的作用，氧分子浓度发生变化，压力大小不同氧分子浓度变化不同，在激发光源的作用下产生不同强度的荧光光谱，通过荧光光谱检测仪检测颗粒物内部各点的荧光光谱，表示各个点的压力大小，再根据边界接触点的压力，综合分析，从而描述出颗粒物内部的力链的传递方式。有益效果1、本专利技术有效预防颗粒物堆积的发生，清楚了解颗粒堆积物力链的传递方式，能够为如何有效清除井眼中的岩屑沉积床提供指导。2、本专利技术采用内壁及底部布满紧密排放细小压电感应片的压力感应容器，压头上布满紧密排放细小压电感应片，这些压电感应片可以测量颗粒与压感容器、颗粒与压头的接触点压力大小，在压感容器上部是带有激发光源的盖子、压感容器右侧设计了荧光光谱检测仪，检测时使用激发光源照射浸泡过颗粒物，气动力压敏涂料在激发光源的作用下产生不同强度的荧光光谱，通过荧光光谱检测仪检测颗粒物内部各点的荧光光谱，测得各个点的压力大小，再根据边界接触点的压力综合分析，从而描述出颗粒物内部力链的传递方式，为不透明的颗粒物内部压力变化的检测提供了可行的方法，解决了已有光弹原理力链测量装置只适用于透光性颗粒、压痕法只能测量颗粒与容器壁面接触点的受力大小的局限性。四附图说明图1为本专利技术的结构示意图； 图2为本专利技术颗粒物力链测量装置的外形图； 图3为本专利技术中压力感应容器内壁的结构示意图； 图4为本专利技术中压力感应容器盖子的结构示意图； 图5为本专利技术压力感应容器中压头的结构示意图。1压力感应容器2荧光光谱检测仪3空气压缩机4半球形压头5倒U型杆 6压电感应片 7盖子。五具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明 实施例1 结合图1、图2所示，这种颗粒堆积物力链测量装置由压力感应容器1、荧光光谱检测仪 2、空气压缩机3、半球形压头4及其给进装置构成，本实施方式中给进装置为倒U型杆5，倒 U型杆5为空心的，倒U型杆5连接在平台下方的空气压缩机3上，倒U型杆5的另一端与半球形压头4连接，具体为，倒U型杆5的端部设置可伸缩的推杆，推杆与倒U型杆5通过滑槽连接，推杆与倒U型杆5之间还设置有弹簧，推杆与半球形压头4固定，半球形压头4 伸入透明的压力感应容器1中，当打开空气压缩机3时，推杆被气压推动从倒U型杆5中伸出并带动半球形压头4向下移动，当关闭空气压缩机3时，弹簧恢复原状并带动推杆回缩到倒U型杆5中，为了保持气密性，还设置有密封套筒，密封套筒将倒U型杆5与推杆封在套筒；参阅图5，半球形压头4上布满紧密的压电感应片6，压力感应容器1的一侧放置有荧光光谱检测仪2，压力感应容器1其中一个壁面与荧光光谱检测仪2相对应，压力感应容器1 其它三个壁面及底面上布满紧密的压电感应片6 ；参阅图4，压力感应容器盖子7带有激发光源，激发光源能够放射出波长为30(T473nm的激发光，光的波长具体根据所使用的压敏涂料的成分做具体选择；本专利技术盖子7上还有电源接头。如图3所示，紧密的压电感应片布满在压力感应容器的壁面上。本专利技术颗粒物力链测量装置的测量方法为一、将颗粒物浸泡在压敏涂料中，反复提放数次，使颗粒表面均勻粘上压敏涂料，晾干后将颗粒物装入压力感应容器1并进行整平，将半球形压头4调整到颗粒堆积物上方，盖上容器盖子7，打开空气压缩机3及荧光光谱检测仪2。二、连接压力感应容器盖上的激发光源，打开荧光光谱检测仪2及压电感应片6的信号采集处理装置，调节空气压缩机3推动压头向颗粒物加压，这样颗粒物与压头、颗粒物与容器壁面及底面产生压力作用，压电感应片6将接触点产生的压力大小信号传输给计算机，检测时使用激发光源照射，气动力压敏涂料经过压力的作用，氧分子浓度发生变化，压力大小不同氧分子浓度变化不同，在激发光源的作用下产生不同强度的荧光光谱，通过荧光光谱检测仪2检测颗粒物内部各点的荧光光谱，表示各个点的压力大小，再根据边界接触点的压力，综合分析，从而描述出颗粒物内部的力链的传递方式。测量时向颗粒物加的压力很小，只要有个外力的作用即可。本专利技术激发光源采用氨灯和氢离子激光器，它们设置在盖子7上。本专利技术中压力感应容器1通过信号接收器及信号传输线连接到信号输出接头，信号输出接头连接计算机。本专利技术中压电感应片6为电容式压力传感器，它由压力敏感膜片和检测电路分别做在二个不同的硅片上构成，此为现有技术。本实施方式中气动力压敏涂料混合物的制备，室温下将卟啉溶解于硅树脂溶液， 其比例为9. %igPt0EP/100ml树脂溶液，树脂溶液的载体溶剂主要为1，1，1_三氯乙烷。该压敏涂料易于粘附于物体表面，一般在10分钟左右溶剂挥发后便形成一层光滑的膜。PtOEP 为八乙基卟啉钼。理论上压敏涂料对压力瞬变值的时间响应与发光衰弱相一致，本专利技术利用压敏涂料的光学特性，将压力大小转化为光度强弱后，再进行数字化处理，由于压敏涂料粘附于被测物表面，可全景表达被测物表面任何一处的压力分布，有足够丰富的信息量描述各种复杂流动细节。实施例2:本实施例与实施例1的区别在于压力感应容器1其它三个壁面及底面上没有设置压电本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种颗粒堆积物力链测量装置，其特征在于：这种颗粒堆积物力链测量装置由压力感应容器（１）、荧光光谱检测仪（２）、空气压缩机（３）、半球形压头（４）及其给进装置，半球形压头（４）伸入透明的压力感应容器（１）中，给进装置与空气压缩机（３）连接，压力感应容器（１）的侧面放置有荧光光谱检测仪（２），压力感应容器（１）其中一个壁面与荧光光谱检测仪（２）相对应，压力感应容器盖子（７）带有激发光源，盖子（７）上还有电源接头。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李玮，张杨，闫铁，王丽新，王刚，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：23
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