CN100386615C - 水膨体抗剪切强度检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试水膨体抗剪切强度的试验仪器。由加压与测力装置、活塞丝网式水膨体测试装置两部分构成。圆柱状活塞外部有圆筒状活塞筒，下部连接下压盖。在圆筒状活塞筒与下压盖之间有圆环状的内压环和外压环，在圆环状的内压环和外压环之间固定有丝网。测力计为标准测力计。加压装置可以采用手动加压装置，也可以采用电动加压装置。下压盖坐在底座上，底座周围有底脚螺栓。能利用本发明检测获得水膨体抗剪切强度。统一水膨体抗剪切强度的检测方法和标准。

Description

水膨体抗剪切强度检测仪

技术领域

本发明涉及一种测试剪切强度的仪器，特别涉及一种检测化工产品水膨体抗剪切强度的试验仪器。

背景技术

在油田采油生产过程中，为提高老油田整体区块的采收率，需要对一些井进行调剖、堵水、驱油等技术措施处理。在处理过程中，需用一种称之为水膨体的化工产品。水膨体是一种不规则颗粒状化工产品，吸水后膨胀为具有弹性的凝胶类物质。由于水膨体具有较强的驱油、堵水效果，近年来已经成为调堵措施中不可缺少的主要原料，其用量逐年提高。需求量的增加带来更多生产厂家加入水膨体的生产行列。不同厂家生产的水膨体产品性能差异很大，驱油效果差异更大。抗剪切强度是评价水膨体性能的一项关键指标。目前，检验水膨体吸水膨胀后强度的检测方法是，采用手触摸法进行人体感官判断。这样，不仅采购时无质量评判标准，就是生产厂家也不清楚什么样的水膨体为合格产品。由于对水膨体抗剪切强度没有统一评价标准，没有检测试验仪器，造成无法控制该产品质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种水膨体抗剪切强度检测仪，采用检测水膨体承受网孔的剪切力大小，评价水膨体抗剪切强度，评价油田用水膨体的性能。达到统一检测手段，统一检测标准，控制水膨体产品质量，优选抗剪切强度适宜的水膨体产品。

本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是：

仪器原理：当转动测力计的手柄时，测力计的连杆推动活塞下行，这时活塞缸筒内的水膨体受到活塞的挤压变形，当压力达到一定程度时，水膨体受筛网上钢丝的剪切力，被切断的水膨体从筛网的网孔挤出。所施加的压力最大值显示在测力表上，具有一定弹性的水膨体被钢丝剪切所承受的最大力值规定为水膨体的抗剪切强度。

仪器结构：水膨体抗剪切强度检测仪由两部分构成：加压与测力装置、活塞丝网式水膨体测试装置。

活塞丝网式水膨体测试装置包括圆柱状活塞，圆柱状活塞外部有圆筒状活塞筒。圆筒状活塞筒下部螺纹连接下压盖。圆筒状活塞筒与下压盖之间有金属丝网。金属丝网压圆筒状活塞筒和下压盖之间。

为了安装丝网方便，可以在圆筒状活塞筒与下压盖之间有环状的圆锥形的内压环和外压环相互配合，在圆环状的内压环和外压环之间固定有金属丝网。圆环状内压环内径与活塞筒内径相同。

为了固定金属丝网时，金属丝网能张紧并固定牢固，内压环和外压环采用相互配合的锥型环。其锥度在60-120度之间。

为了统一试验数据，圆环状内压环、外压环、活塞筒、活塞公称内径为25毫米。活塞长度为55毫米；活塞筒长度为60毫米。丝网网片直径40毫米，钢丝直径为0.3毫米，丝网孔径为1.0毫米。

活塞丝网式水膨体测试装置上部有加压与测力装置。加压与测力装置包括：测力计和加压装置。测力计为标准测力计，可以外购现成产品。加压装置可以采用手动加压装置，也可以采用电动加压装置。手动加压装置结构是在测力计上部连接有螺杆，螺杆穿过支架上横梁，螺杆上端部固定有手柄。电动加压装置结构是测力计的型号为SKN-2型。它固定在固定横梁的中间部位，固定横梁的两端固定在两个圆柱状的支架上端；升降盘固定在中心升降轴的顶端，为了保持升降盘的平衡升降，升降盘有固定在了升降平衡梁的中间位置，升降平衡梁的两端卡套在圆柱状光滑的两根支架上，即升降平衡梁可以在支架上进行上下滑动，在电机的作用下升降部分可以根据需要进行整体的上升或下降；活塞丝网式水膨体测试装置整体坐落在升降盘上，当升降盘升到一定高度时活塞的顶端与测力计下端的加压头接触，当升降盘继续上升时测力计对活塞产生相对压力可使活塞筒内的水膨体样品挤压变形直至被钢丝剪切而被挤出。这是的压力将显示在测力计上。即为水膨体的抗剪切强度。

为了使水膨体抗剪切强度检测仪保持水平状态，测试数据更准确、可靠，可以将下压盖坐在底座上，底座周围有底脚螺栓，通过调整底脚螺栓高度，使底座处于水平状态。

本发明效果：本发明提供了一种水膨体抗剪切强度检测仪，能检测水膨体承受网丝的剪切力大小，获得水膨体抗剪切强度。使用本仪器能统一水膨体抗剪切强度的检测方法和标准，水膨体产品质量验收有法可依，保证使用水膨体产品进行油田调剖、堵水、驱油等技术措施达到技术效果。水膨体抗剪切强度检测仪结构设计新颖，使其更具有实用性，符合产业的需要并产生了好用及实用的效果。是一项新颖、进步、实用的新设计。

附图说明

附图1是手动水膨体抗剪切强度检测仪的结构剖面示意图。是本发明的一个实施例。图中，F表示螺杆旋转对活塞所施加力的方向；N表示测力计读数单位为牛顿。

附图2是电动水膨体抗剪切强度检测仪的示意图。

图中，1活塞、2活塞筒、3下压盖、4底座、5底脚螺栓、6内压环、7外压环、8不锈钢丝网、9水膨体样品、10测力计、11螺杆、12手柄、13支架、14固定横梁、15升降平衡梁、16电动装置箱、17控制面板。

具体实施方式

实施例1，参阅附图1。本发明水膨体抗剪切强度检测仪由加压与测力装置、活塞丝网式水膨体测试装置两部分构成。测试装置有圆柱状活塞1，圆柱状活塞1外部有圆筒状活塞筒2。圆筒状活塞筒2下部螺纹连接下压盖3。圆筒状活塞筒2与下压盖3之间有圆环状内压环6和外压杯7。内压环6和外压环7采用相互配合的锥型环。其锥度为90度。在圆环状的内压杯6和外压环7之间固定有丝网8。金属丝网8采用不锈钢丝制成，网片直径40毫米，钢丝直径为0.3毫米，丝网孔径为1.0毫米。圆环状内压环6、外压环7、活塞筒2、活塞1公称内径为25毫米。活塞1长度为55毫米；活塞筒2长度为60毫米。

活塞丝网式水膨体测试装置上部有加压与测力装置。测力计10为标准测力计，型号为SN-200型，外购产品。加压装置采用手动加压装置，在测力计10上部连接有螺杆11，螺杆11穿过支架13上横梁的螺母，螺杆11上端部固定有手柄12。下压盖3坐在底座4上，底座4周围有3个底脚螺栓5，调整底脚螺栓5高度，使底座4处于水平状态。

实施例2，参阅附图2。与实施例1不同点是加压装置采用电动加压装置。电动加压装置的结构是：测力计10的型号为SKN-2型。它固定在固定横梁14的中间部位，固定横梁14的两端固定在两个圆柱状的支架13上端；升降盘固定在中心升降轴11的顶端，为了保持升降盘的平衡升降，升降盘固定在了升降平衡梁15的中间位置，升降平衡梁15的两端卡套在圆柱状光滑的两根支架13上，即升降平衡梁15可以在支架13上进行上下滑动。电机与减速装置连接中心升降轴11，并固定在电动装置箱16内。控制面板17上有按钮指示灯，控制电机。在电机的作用下升降部分可以根据需要进行整体的上升或下降；活塞丝网式水膨体测试装置整体坐落在升降盘上，当升降盘升到一定高度时活塞1的顶端与测力计10下端的加压头接触，当升降盘继续上升时测力计10对活塞1产生相对压力可使活塞筒2内的水膨体样品挤压变形直至被金属丝网8剪切而被挤出。这是的压力将显示在测力计上。最高压力为水膨体的抗剪切强度。

简述本发明的使用过程，帮助理解本发明。

将浸泡一定时间的水膨体样品25±1克，装入活塞筒2中，插入活塞1，然后将安装好的整体放在仪器底座4上，活塞1轴向中心对准测力计10加力杆的中心，转动上部手柄12缓慢加压，将活塞筒2中大约三分之二的水膨体自下部的丝网8挤出，这时测力计10所显示的力值即为水膨体样品9的抗剪切强度。抗剪切强度单位：牛顿N。

经多次试验证明该仪器操作方便、数据准确并且重复性强。能较准确地评判出不同水膨体产品9的抗剪切性能差异。

Claims (6)

1.一种水膨体抗剪切强度检测仪，应用于检测水膨体抗剪切强度，其特征在于：由加压与测力装置、活塞丝网式水膨体测试装置两部分组成，

所述的活塞丝网式水膨体测试装置包括圆柱状活塞(1)，圆柱状活塞(1)外部有圆筒状活塞筒(2)，圆筒状活塞筒(2)下部螺纹连接下压盖(3)，圆筒状活塞筒(2)与下压盖(3)之间有金属丝网(8)，所述的金属丝网(8)压在圆筒状活塞筒(2)和下压盖(3)之间，

在圆筒状活塞筒(2)与下压盖(3)之间有圆环状的内压环(6)和外压环(7)，在圆环状的内压环(6)和外压环(7)之间固定有金属丝网(8)，圆环状内压环(6)和外压环(7)内径与圆筒状活塞筒(2)内径相同。

2.如权利要求1所述的水膨体抗剪切强度检测仪，其特征在于：内压环(6)和外压环(7)采用相互配合的锥形环，其锥度在60-120度之间。

3.如权利要求1或2所述的水膨体抗剪切强度检测仪，其特征在于：圆环状内压环(6)、外压环(7)、圆筒状活塞筒(2)、活塞(1)公称内径为25毫米，活塞(1)长度为55毫米；圆筒状活塞筒(2)长度为60毫米，金属丝网(8)网片直径40毫米，钢丝直径为0.3毫米，金属丝网(8)孔径为1.0毫米。

4.如权利要求1或2所述的水膨体抗剪切强度检测仪，其特征在于：活塞丝网式水膨体测试装置上部有加压与测力装置，加压与测力装置包括：测力计(10)和加压装置，加压装置采用手动加压装置，手动加压装置结构是在测力计(10)上部连接有螺杆(11)，螺杆(11)穿过支架(13)上横梁，螺杆(11)上端部固定有手柄(12)。

5.如权利要求1或2所述的水膨体抗剪切强度检测仪，其特征在于：所述的加压与测力装置包括：测力计(10)和加压装置，加压装置采用电动加压装置，电动加压装置的结构是：测力计(10)固定在固定横梁(14)的中间部位，固定横梁(14)的两端固定在两个圆柱状的支架(13)上端；升降盘固定在中心升降轴的顶端，升降盘固定在升降平衡梁(15)的中间位置，升降平衡梁(15)的两端卡套在圆柱状光滑的两根支架(13)上，电机带动中心升降轴旋转，活塞丝网式水膨体测试装置整体坐落在升降盘上。

6.如权利要求1或2所述的水膨体抗剪切强度检测仪，其特征在于：下压盖(3)固定在底座(4)上，底座(4)周围有调整底脚高度的底脚螺栓(5)。

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