CN101915725A - 一种岩芯夹持压力容器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩芯夹持压力容器，它包括底座、顶盖、上垫块、分水板，顶盖和底座通过螺栓连接；上垫块上的第三流体进/出口通过不锈钢管与底座上的第一流体进/出口连接；上垫块和底座分别通过第一分水板和第二分水板与试验样品连接，其外部通过热收缩管包裹；密封圈嵌置在凹槽内；顶盖的顶部设置有出液口；底座上设置有第一流体进/出口、第二流体进/出口和进液口。本发明外观小巧、结构简单、拆卸方便，实现了试验装置的优化，简化了操作过程，加快了实验速度，提高了实验效率。

Description

一种岩芯夹持压力容器

技术领域

本发明涉及一种岩芯夹持压力容器，更具体涉及一种测定应力条件下流体在岩石中的赋存、流动特性的实验装置中的压力容器；尤其适用于静水压力下流体在岩石中的特性实验。

背景技术

流体在岩石中的赋存（如吸附）、流动（渗流）特性与岩石所处的应力条件（包括轴向应力和侧向应力）有关。测定应力条件下流体在岩石中的赋存、流动特性的实验一般是在三轴压力室或者岩芯夹持器里面完成的。三轴压力室和岩芯夹持器的特点是均能向岩石施加轴向应力和侧向应力。但是它们有一个共同的特点，就是岩石试样装、卸过程比较麻烦，操作繁琐，比如三轴压力室装、卸试样是需要动用电动吊车，而岩芯夹持器装、卸过程亦不方便，因为无法看到容器内部。

然而，在一些特殊情况下，人们关心的是只有围压（静水压力）条件下流体在岩石中的赋存、流动特性，这时就不需要施加轴向压力，也就不需要像三轴压力室那样大的压力容器。如果能够制作一种只施加静水压力，试样装、卸又比一般的岩芯夹持器方便，而且外观较为小巧的压力容器，那么必定使实验过程变得简便易行。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有岩芯夹持器和三轴压力室的上述缺点和不足，提供了一种岩芯夹持压力容器，替代测定静水压力条件下流体在岩石中的赋存、流动特性的实验装置中的岩芯夹持器或者三轴压力室。该容器外观小巧、结构简单、拆卸方便、可操作性强、容器耗材少、经济性强、实用性强、可以提高实验效率，具有广泛的应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种岩芯夹持压力容器：包括底座、顶盖、上垫块、第一分水板、第二分水板、出液口、第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、螺栓、不锈钢管、第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈、第一流体进/出口、第二流体进/出口、热收缩管、进液口。各部件具体结构连接关系如下：

顶盖和底座通过螺栓连接；上垫块上的第三流体进/出口通过不锈钢管与底座上的第一流体进/出口连接；上垫块和底座分别通过第一分水板和第二分水板与试验样品连接，其外部通过热收缩管包裹；第一密封圈嵌置在上垫块上的第一凹槽内；第二密封圈嵌置在底座上的第二凹槽内；第三密封圈嵌置在底座上的第三凹槽内；顶盖的顶部设置有出液口；底座上设置有第一流体进/出口、第二流体进/出口和进液口。

所述的顶盖为钟罩形。

所述的不锈钢管将上垫块上的第三流体进/出口与底座上的第一流体进/出口连接。

利用本发明进行围压（静水压力）条件下流体在岩石中的赋存、流动特性测定实验方法如下：

1、将上垫块、第一分水板与岩石试样及第二分水板、底座整齐地叠放在一起，并将热收缩管套在它们周围，然后用电热吹风枪对热收缩管周围进行加热，随后热收缩管开始收缩，并将上垫块、第一分水板与岩石试样及第二分水板、底座紧紧地连接在一起。通过不锈钢管将上垫块上的第三流体进/出口与底座上的第一流体进/出口连接起来。

2、通过螺栓将顶盖和底座连接。

3、利用注液泵通过底座上的进液口向容器内注入液体（水、油等），直至顶盖顶部的出液口开始有液体流出，此时关闭出液口，继续利用注液泵给容器内的液体加压，直到容器内液体压力达到实验所需压力（即围压，静水压力）。

4、此时将其它实验系统中的流体注入装置和流体收集装置分别与本发明中的第一流体进/出口和第二流体进/出口连接起来，即可向静水压力条件下的岩石试样注入流体，进行静水压力条件下流体在岩石中的赋存、流动特性的测定实验。

本发明具有以下优点和积极效果：

1、一种岩芯夹持压力容器，该容器外观小巧、结构简单、拆卸方便，大大减小了试样更换过程的繁琐程度。

2、一种岩芯夹持压力容器，该容器用材料少、成本低廉，有效地降低了成本。

3、应用本发明进行静水压力条件下流体在岩石中的赋存、流动特性测定实验，可以取得与使用三轴压力室和岩芯夹持器相同的实验结果。

总之，本发明克服了现有三轴压力室和岩芯夹持器在试样装、卸操作上存在的缺点和不足，提供一种新型的岩芯夹持压力容器，可替代测定静水压力条件下流体在岩石中的赋存、流动特性的实验装置中的岩芯夹持器或者三轴压力室。实现了试验装置的优化，简化了操作过程，加快了试验速度，提高了实验效率。

附图说明

图1为一种岩芯夹持压力容器结构示意图；

图2为顶盖结构示意图（主视）；

图3为顶盖结构示意图（俯视）；

图4为底座结构示意图（俯视）；

图5为底座A-A剖面图；

图6为底座B-B剖面图；

图7为上垫块结构示意图（主视）；

图8为分水板结构示意图（俯视）。

其中：

1—底座；             2—顶盖；              3—上垫块；

4—第一分水板；       5—第二分水板          6—出液口；           

7—第一凹槽；         8—第二凹槽；          9—螺栓；    

10—第三凹槽；        11—不锈钢管；         12—第一密封圈；  

13—第二密封圈；      14—第三密封圈；       15—第一流体进/出口；

16—第二流体进/出口； 17—热收缩管；         18—进液口；

19—第三流体进/出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施示例对本发明进一步说明：

一种岩芯夹持压力容器，包括底座1、顶盖2、上垫块3、第一分水板4、第二分水板5、出液口6、第一凹槽7、第二凹槽8、螺栓9、第三凹槽10、不锈钢管11、第一密封圈12、第二密封圈13、第三密封圈14、第一流体进/出口15、第二流体进/出口16、热收缩管17、进液口18、第三流体进/出口19。各部件具体结构连接关系如下：

其特征在于：顶盖2和底座1通过螺栓9连接；上垫块3上的第三流体进/出口19通过不锈钢管11与底座1上的第一流体进/出口14连接；上垫块3和底座1分别通过第一分水板4和第二分水板5与试验样品连接，其外部通过热收缩管17包裹；第一密封圈12嵌置在上垫块3上的第一凹槽7内；第二密封圈13嵌置在底座1上的第二凹槽8内；第三密封圈14嵌置在底座1上的第三凹槽10内；顶盖2的顶部设置有出液口6；底座1上分别设置有第一流体进/出口15、第二流体进/出口16和进液口18。

所述的顶盖2为钟罩形。

所述的上垫块3、第一分水板4与岩石试样及第二分水板5、底座1整齐地叠放在一起，并将热收缩管17套在它们周围。

所述的上垫块3、第一分水板4与岩石试样及第二分水板5、底座1紧紧地连接。不锈钢管11将上垫块3上的第三流体进/出口19与底座1上的第一流体进/出口15连接。

所述的螺栓9将顶盖2和底座1连接。

所述第一流体进/出口15和第二流体进/出口16是相互的，若流体从第一流体进/出口15流进，则从第二流体进/出口16流出，若流体从第二流体进/出口16流进，则从第一流体进/出口15流出。

利用本发明进行围压（静水压力）条件下流体在岩石中的赋存、流动特性测定实验方法如下：

1、将上垫块3、第一分水板4与岩石试样及第二分水板5、底座1整齐地叠放在一起，并将热收缩管17套在它们周围，然后用电热吹风枪对热收缩管17周围进行加热，随后热收缩管17开始收缩，并将上垫块3、第一分水板4与岩石试样及第二分水板5、底座1紧紧地连接在一起。通过不锈钢管11将上垫块3上的第三流体进/出口19与底座1上的第一流体进/出口15连接起来。

2、通过螺栓9将顶盖2和底座1连接。

3、利用注液泵通过底座1上的进液口18向容器内注入液体（水、油等），直至顶盖2顶部的出液口6开始有液体流出，此时关闭出液口6，继续利用注液泵给容器内的液体加压，直到容器内液体压力达到实验所需压力（即围压，静水压力）。

4、此时将其它实验系统中的流体注入装置和流体收集装置分别与本发明中的第一流体进/出口15和第二流体进/出口16连接起来，即可向静水压力条件下的岩石试样注入流体，进行静水压力条件下流体在岩石中的赋存、流动特性的测定实验。

Claims (3)

1.一种岩芯夹持压力容器，它包括底座（1）、顶盖（2）、上垫块（3）、分水板（4），其特征在于：顶盖（2）和底座（1）通过螺栓（9）连接；上垫块（3）上的第三流体进/出口（19）通过不锈钢管（11）与底座（1）上的第一流体进/出口（15）连接；上垫块（3）和底座（1）分别通过第一分水板（4）和第二分水板（5）与试验样品连接，其外部通过热收缩管（17）包裹；第一密封圈（12）嵌置在上垫块（3）上的第一凹槽（7）内；第二密封圈（13）嵌置在底座（1）上的第二凹槽（8）内；第三密封圈（14）嵌置在底座（1）上的第三凹槽（10）内；顶盖（2）的顶部设置有出液口（6）；底座（1）上分别设置有第一流体进/出口（15）、第二流体进/出口（16）和进液口（18）。

2.根据权利要求1所述的一种变容容器，其特征在于：所述的顶盖（2）为钟罩形。

3.根据权利要求1所述的一种变容容器，其特征在于：所述的不锈钢管（11）将上垫块（3）上的第三流体进/出口（19）与底座（1）上的第一流体进/出口（15）连接。

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