本发明专利技术为缝洞型碳酸盐岩储层环境力学性能试验装置及试验方法，该装置包括密封腔体、加热器、增压泵、压机、数字控制柜以及计算机；待测岩样设置在密封腔体中，待测岩样上设置有应变传感器；加热器设置在密封腔体上；增压泵对密封腔体加压，数字控制柜与计算机相连接，数字控制柜向加热器、增压泵以及压机传输控制命令、采集实验数据；计算机处理实验数据；该试验方法是对密封腔体进行加热加压，模拟待测岩样的真实环境条件，采用压机对待测岩样施加轴向压力，测量待测岩样的力学性能参数；本发明专利技术大大提高了试验数据的准确性和试验过程的安全性，同时实现了数据的自动采集和处理，最终达到提高采收率的目的。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术为，该装置包括密封腔体、加热器、增压泵、压机、数字控制柜以及计算机；待测岩样设置在密封腔体中，待测岩样上设置有应变传感器；加热器设置在密封腔体上；增压泵对密封腔体加压，数字控制柜与计算机相连接，数字控制柜向加热器、增压泵以及压机传输控制命令、采集实验数据；计算机处理实验数据；该试验方法是对密封腔体进行加热加压，模拟待测岩样的真实环境条件，采用压机对待测岩样施加轴向压力，测量待测岩样的力学性能参数；本专利技术大大提高了试验数据的准确性和试验过程的安全性，同时实现了数据的自动采集和处理，最终达到提高采收率的目的。【专利说明】
本专利技术涉及一种岩石的物理性能参数测量装置，具体涉及。
技术介绍
现有的岩石力学性能试验装置通常是在常温下对岩石进行单轴或三轴压缩试验检测，在进行岩石应变测试时多采用间接测量，无法消除测量工具及夹持方式造成的误差，因此所得到的测试数据与地下的岩石实际情况不符。特别是对于缝洞型碳酸盐岩来说，它在地下要承受着高温和高压，因此用现有的岩石力学性能试验装置来检测缝洞型碳酸盐岩，所检测到的数据与实际状态下缝洞型碳酸盐岩的抗压值偏差较大，要使用系数来对其检测值进行校正，而系数的确定又是根据经验或大量的试验数据得出的，对于某一特定的缝洞型碳酸盐岩来说，用系数校正不存在普遍的适用性。我国与20世纪80年代曾研制出岩石三轴仪，垂直载荷为500吨，侧压力为150MPa，通过此仪器不断改变的侧压力σ得到不同的破坏应力oa，绘制出不同的破坏应力圆，最后绘出这些圆的包络线，从而求出岩石的抗剪强度曲线，进一步求得岩石的凝聚力c和内摩擦角α。但此试验无法完成岩石三轴条件下杨氏模量、泊松比等力学参数的测试，因为此试验装置无法测得此条件下的轴向和径向的应变。近年来，国内外不断有关于岩石在三轴条件下力学性能研究，其所采用应力-应变测试方法都存在间接计算的问题，都不是通过直接的测量和自动的数据采集、处理得到岩石的真实的应力应变，因此所测岩石力学参数存在误差的可能性较大。通过专利技术检索，国内与岩石力学测试相关的实验装置有以下几项1、卤水流场侵蚀条件下的岩石力学试验加载装置，专利号200810046643.4 ；2、岩石力学试验纵横波测量换能器，专利号200410033788.2 ；3、动静组合加载岩石力学实验方法与装置，专利号20051032031.6 ；4、一种岩石力学试验的多功能压力室，专利号200910036623.3。专利I公开了一种卤水侵蚀条件下的岩石力学试验加载装置，模拟地下储气(油)库造腔过程中卤水及流场共同作用于溶腔的实际工况，使得室内试验测得的参数更加真实可靠。专利2提供一种可在一般岩石力学试验或三轴力学试验中进行纵横波超声参数测试的换能器。专利3公开了一种动静组合加载岩石力学实验方法及装置，其方法对岩石施加同一方向静载荷与不同强度和延时的冲击载荷，提供了一种其结果与工程实际更为符合的动静组合加载实验方法与装置。专利4公开了一种岩石力学试验的多功能压力室，主要优点是可对岩石试件边浸泡边加载边观测，具有多种功能，既能用水也可用其它不与岩石作用的液体提供围压，提高了能提供的围压范围，并且取放试样不需要移动透明窗口。从以上的专利简介可以看出，目前国内所申请的专利与本专利技术没有重合之处，以上专利专利技术不涉及岩石力学性能参数的测试内容。美国专利US20100095742提供了一种岩心应力测试仪，它是一个给岩石样本施加一个压力的测试装置，这些压力作用是创造一个类似地层的环境，根据这个岩石样本来模拟地层结构中一部分岩石在静压下的位移开裂变形，根据这些变形和裂缝来进行对生产率的评估。可以看出，上述专利未涉及岩石性能参数的测试，只是进行裂缝的宏观评估，且设备中无加温装置，与真实的地层环境有较大差距。
技术实现思路
为了解决现有的待测岩样测试仪无法模拟岩石样品所处地层的真实温度及压力环境，导致测量的岩石力学性能参数与实际情况存在较大差距的问题，本专利技术提供了一种。岩石力学性能包括单轴抗压强度、三轴抗压强度、杨氏模量、泊松比、内聚力、内摩擦角等，要实现以上参数的测试，该实验装置必须实现轴向加压，同时能够实现地层压力和温度的模拟，要准确测量岩石的轴向及径向应变，要实现测试结果的精确性，必须要能够实现数据的自动采集。按照上述实验目的所要求的缝洞型碳酸盐岩高温高压实验装置，包括轴向加压系统、围压增压系统、岩石夹持器系统(包括加温系统)、应力-应变数据测试及采集系统、数字控制柜、计算机系统等几大部分组成。整套系统采用刚性支撑和液压伺服调控，计算机编程控制和自动完成数据采集，能够控制模拟岩石在地下的温度和应力(包括上覆地层压力、水平地应力和孔隙流体压力)条件，测试岩石的力学、热学、渗透性质和压缩性等多方面的参数。本专利技术所采用的技术方案是，缝洞型碳酸盐岩储层环境力学性能试验装置，包括待测岩样13、密封腔体以及围压加压模块；所述待测岩样13固定设置在所述密封腔体中。所述装置包括模拟储层环境单元，固定夹持模块，作用测试模块，探测模块和数据接收处理模块；所述待测岩样13通过所述固定夹持模块密封在所述的密封腔体内；所述模拟储层环境单元设置在所述待测岩样13外，用于将所述待测岩样13置于地层储层环境中；作用测试模块施加作用力在所述待测岩样13，对所述待测岩样13进行力学性能测试；所述探测模块与所述待测岩样13连接，用于探测其物理指标，包括物理指标指的是岩石抗压强度、杨氏模量及泊松比；所述探测模块与所述的数据接收处理模块连接，将探测的数据信号进行数据处理输出；所述模拟储层环境单元包括加热器11和围压加压模块；所述加热器11设置在所述密封腔体外；所述围压加压模块包括增压泵4所述增压泵4通过压力管线与所述密封腔体相连接；所述作用测试模块为轴向加压模块，对所述待测岩样13进行轴向加压，其包括活塞轴6 ;所述活塞轴6伸入所述密封腔体并紧顶柱所述待测岩样13底端；所述探测模块包括应变传感器26和数据传输结构；所述应变传感器26固定设置在所述待测岩样13上；通过所述数据传输结构将数据信号输出给所述数据接收处理模块；所述数据接收处理模块包括计算机I以及数字控制柜2 ；所述数字控制柜2与所述计算机I相连接，所述数字控制柜2向所述加热器11、增压泵4以及轴向加压模块传输控制命令并采集处理实验数据。所述轴向加压模块包括压机5、活塞轴6、上端帽12以及下端帽15 ；所述上端帽12顶端紧顶住所述密封腔体顶端，所述上端帽12与所述待测岩样13和所述下端帽15从上至下依次固定连接在一起；所述活塞轴6顶端伸入所述密封腔体并紧顶住所述下端帽15底端，所述活塞轴6底端与所述压机5的工作轴相连接。所述密封腔体由上筒体10、下端盖9以及第一密封圈8形成； 所述上筒体10与下端盖9扣合连接为一体，其连接面处设置有所述第一密封圈8 ；所述上筒体10与下端盖9之间形成所述的密封腔体；所述下端盖9上设有流体入口 18，所述流体入口 18通过压力管线与所述增压泵4相连接；所述活塞轴6穿过所述下端盖9并通过连接件与所述下端帽15固定连接。本专利技术的模拟储层模块中的所述加热器11沿周向设置在所述上筒体10外侧壁上；所述加热器11与所述的数字控制柜2连接，用于接收数字控制柜2本文档来自技高网...
【技术保护点】
洞型碳酸盐岩储层环境力学性能试验装置，包括待测岩样（13）、密封腔体以及围压加压模块；所述待测岩样（13）固定设置在所述密封腔体中，其特征在于：所述装置包括模拟储层环境单元，固定夹持模块，作用测试模块，探测模块和数据接收处理模块；所述待测岩样（13）通过所述固定夹持模块密封在所述的密封腔体内；所述模拟储层环境单元设置在所述待测岩样（13）外，用于将所述待测岩样（13）置于地层储层环境中；作用测试模块施加作用力在所述待测岩样（13），对所述待测岩样（13）进行力学性能测试；所述探测模块与所述待测岩样（13）连接，用于探测其物理指标，包括物理指标指的是岩石抗压强度、杨氏模量及泊松比；所述探测模块与所述的数据接收处理模块连接，将探测的数据信号进行数据处理输出；所述模拟储层环境单元包括加热器（11）和围压加压模块；所述加热器（11）设置在所述密封腔体外；所述围压加压模块包括增压泵（4），所述增压泵（4）通过压力管线与所述密封腔体相连接；所述作用测试模块为轴向加压模块，对所述待测岩样（13）进行轴向加压，其包括活塞轴（6）；所述活塞轴（6）伸入所述密封腔体并紧顶柱所述待测岩样（13）底端；所述探测模块包括应变传感器（26）和数据传输结构；所述应变传感器（26）固定设置在所述待测岩样（13）上；通过所述数据传输结构将数据信号输出给所述数据接收处理模块；所述数据接收处理模块包括计算机（1）以及数字控制柜（2）；所述数字控制柜（2）与所述计算机（1）相连接，所述数字控制柜（2）向所述加热器（11）、增压泵（4）以及轴向加压模块传输控制命令并采集处理实验数据。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，李江龙，康志江，李彤，张允，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司， 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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