CN105004762B - 一种岩心夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岩石电测量装置技术领域，具体涉及了一种岩心夹持器，包括筒体和橡胶套筒，橡胶套筒内部为夹持腔，筒体与橡胶套管之间形成环压腔，筒体上的环压入口、排气口和排水口分别连通环压腔；橡胶套筒的两端设有用于封闭夹持腔的左岩心塞和右岩心塞，筒体的两端设有用于封闭环压腔的左堵头以及右堵头，筒体的两端外侧分别卡设有用于固定左岩心塞、左堵头的左压帽以及用于固定右岩心塞、右堵头的右压冒；还包括若干压力传感器，压力传感器用于测量岩心试件所受的压力。本发明提供了一种岩心夹持器，可通过改变橡胶套筒所受压力从而改变橡胶套筒的长度，并且可以测量待测试件承受的压力大小，使实验效果更好。

Description

一种岩心夹持器

技术领域

本发明涉及岩石电测量装置技术领域，尤其涉及一种岩心夹持器，更具体地涉及一种长度可变的高压岩心夹持器。

背景技术

在目前，现有技术中，一般的岩心夹持器主要由以下部分组成：左岩心塞、左压帽、锥度套、密封圈、氟橡胶胶皮套、死岩心、右固定帽、右岩心塞、调节托架、调节螺帽等组成。这种夹持器的结构简单，其可测岩心长度最长为1米，并且可以用来进行测量岩心的轴向渗透率、岩心饱和油、水、高压驱油、以及其它用φ25岩心做模型的驱替实验，在实验过程中，驱替压力的范围为0～30MPa，环压的范围为0～35MPa。

但是，由于结构的限制，现有技术中的岩心夹持器具有如下缺点：1、岩心夹持器一旦做好后，只能针对该岩心夹持器规定长度的岩心，其可调能力差；2、由于岩心夹持器受到胶皮套的限制，使得目前所用岩心夹持器最长长度只能做到1米，无法加长；3、夹持器所加围压较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种岩心夹持器，可通过改变橡胶套筒所受压力从而改变橡胶套筒的长度，并且可以测量待测试件承受的压力大小，使实验效果更好。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种岩心夹持器，包括水平设置的筒体和位于所述筒体内部的橡胶套筒，所述橡胶套筒内部为夹持腔，所述夹持腔用于容纳待测试件；所述筒体与所述橡胶套管之间形成环压腔，所述筒体顶部设有环压入口和排气口，所述筒体底部设有排水口，所述环压入口、排气口和排水口分别连通所述环压腔；

所述橡胶套筒的两端设有用于封闭所述夹持腔的左岩心塞和右岩心塞，所述筒体的两端设有用于封闭所述环压腔的左堵头以及右堵头，所述筒体的两端外侧分别卡设有用于固定所述左岩心塞、左堵头的左压帽以及用于固定所述右岩心塞、右堵头的右压冒；还包括若干压力传感器，所述压力传感器用于测量所述岩心试件所受的压力。

进一步的，前述左堵头上内侧设有第一固定部，所述右堵头内侧设有第二固定部，所述橡胶套筒的两端分别套设于所述第一固定部和所述第二固定部上。

进一步的，前述左岩心塞的外侧设有左压头，所述右岩心塞的外侧设有右压头，所述左压头和右压头分别用于调节所述左岩心塞和右岩心塞的行程距离。

进一步的，前述橡胶套筒通过套管托架固定于所述筒体内，所述套管托架包括若干支撑座和若干拉杆，所述支撑座相互同心设置，所述拉杆分别与各所述支撑座的圆心连线平行，并且依次连接所述支撑座，使所述支撑座的圆心连线与所述筒体同轴。

进一步的，前述支撑座的外径与所述筒体的内径相同，所述支撑座通过卡簧与所述拉杆连接，所述拉杆的一端与所述左堵头螺纹连接，另一端设置于所述环压腔内。

进一步的，前述左堵头上设有测压点引出接头，所述测压点引出接头上设有若干管线接口，所述管线接口的数量和所述压力传感器的数量相同；所述橡胶套筒上设有测压开口，所述压力传感器插入所述测压开口内，所述压力传感器分别连接检测线，所述检测线分别穿过所述左堵头并与对应的所述管线接口上的母两通引出。

进一步的，还包括若干死心岩块，当所述待测试件较短时，所述死心岩块设置于所述待测试件的两端，使所述待测试件和所述死心岩块与所述夹持腔的长度相同。

进一步的，还包括捅样管，所述捅样管用于将置于所述夹持腔内的所述待测试件和所述死心岩块捅出。

进一步的，前述左堵头、右堵头与所述筒体之间还设有O型密封圈。

进一步的，前述筒体包括若干筒体单元，所述筒体单元之间可拆卸连接。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的一种岩心夹持器，包括筒体和筒体内部的橡胶套筒，筒体与橡胶套管之间形成环压腔，筒体顶部设有环压入口和排气口，筒体底部设有排水口，环压入口、排气口和排水口分别连通环压腔；通过环压入口向环压腔内通水，使环压腔内充满水，橡胶套筒在筒体内受压后，由于橡胶套筒的材料软，因此会沿轴向伸长，突破了岩心夹持器长度的限制，可以进行超过1米的长岩心实验，使实验结果和油田实际更加相符，并且突破了原有夹持器压力限制，最大围压可达50Mpa。

本发明提供的一种岩心夹持器，还包括若干压力传感器，压力传感器用于测量岩心试件所受的压力，不会因胶皮套的收缩率受加温定型影响，导致压力测量很难控制及测压点的间距不一致、测压点插不到位的问题。

附图说明

图1为本发明岩心夹持器的结构示意图；

图2为本发明A部局部放大图；

图3为本发明B部局部放大图；

图4为本发明左堵头的结构示意图；

图5为本发明测压开口的结构示意图。

其中，1：测压点引出接头；2：左压头；3：左岩心塞；4：左堵头；5：左压帽；6：O型密封圈；7：检测线；8：筒体；9：橡胶套筒；10：套管托架；11：右压帽；12：右堵头；13：堵头压圈；14：右岩心塞；15：岩心塞压圈；16：右压头；17：压力传感器；18：拉杆；19：机架；20：环压入口；21：排水口；22：排气口；23：管线接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供的一种岩心夹持器，包括水平设置的筒体8和位于筒体8内部的橡胶套筒9，橡胶套筒9内部为夹持腔，夹持腔用于容纳待测试件；筒体8与橡胶套管之间形成环压腔，筒体8顶部设有环压入口20和排气口22，筒体8底部设有排水口21，环压入口20、排气口22和排水口21分别连通环压腔。本实施例中，环压入口20用于向环压腔内通水，排气口22在通水过程中打开用于排气，直到排气口22出水时再关闭排气口22，排水口21连接排液阀，在工作时应处于关闭状态，当实验结束后，放空环压腔内的水时打开此排水阀，并注意将排除的水接引到下水道，以免水流到室内。本实施例的环压值为：55MPa；驱替压力为：50MPa。

如图2-3所示，橡胶套筒9的两端设有用于封闭夹持腔的左岩心塞3和右岩心塞14，筒体8的两端设有用于封闭环压腔的左堵头4以及右堵头12，筒体8的两端外侧分别卡设有用于固定左岩心塞3、左堵头4的左压帽5以及用于固定右岩心塞14、右堵头12的右压冒；左堵头4、右堵头12与筒体8之间还设有O型密封圈6。由于岩样长度很长，本实施例采用岩心堵头端面密封的结构形式，便于装配，更换橡胶套筒9，平常使用只需将两端的岩心堵头拆下，拔出左右岩心塞14即可。其中，右压帽11和右堵头12之间还可以设置堵头压圈13，右岩心塞14和右压头16之间还可以设有岩心塞压圈15，以增强密封性。

左堵头4上内侧设有第一固定部，右堵头12内侧设有第二固定部，橡胶套筒9的两端分别套设于第一固定部和第二固定部上。

左岩心塞3的外侧设有左压头2，右岩心塞14的外侧设有右压头16，左压头2和右压头16分别用于调节左岩心塞3和右岩心塞14的行程距离。

橡胶套筒9通过套管托架10固定于筒体8内，套管托架10包括若干支撑座和若干拉杆18，支撑座相互同心设置，拉杆18分别与各支撑座的圆心连线平行，并且依次连接支撑座，使支撑座的圆心连线与筒体8同轴。本实施例包括7个支撑座，支撑座分别用3根拉杆18穿成一个整体框架，每个拉杆18的端部通过螺纹拧在左堵头4上，每个支撑座用卡簧卡在拉杆18上不同位置，最右边的支撑座前后用螺母固定。橡胶套筒9放入套管托架10内后，橡胶套筒9的左端套在左堵头4上，成为一个整体。

支撑座的外径与筒体8的内径相同，支撑座通过卡簧与拉杆18连接，拉杆18的一端与左堵头4螺纹连接，另一端设置于环压腔内。

还包括若干压力传感器17，压力传感器17用于测量岩心试件所受的压力。本实施例的左堵头4上设有测压点引出接头1，测压点引出接头1上设有若干管线接口23，管线接口23的数量和压力传感器17的数量相同；橡胶套筒9上设有测压开口，压力传感器17插入测压开口内，压力传感器17分别连接检测线7，检测线7分别穿过左堵头4并与对应的管线接口23上的母两通引出。本实施例共设有12个压力传感器17，分别对应检测12个测点，各个压力传感器17的检测线7穿过左堵头4并与测压点引出接头1上的管线接口23连接好，12个传感器的检测线7只需要连接到对应的母两通上即可。现有技术中，测压点是在筒体8上开孔，测压管从外向内插入，从而检测待测试件所受的压力。本实施例共设有12个测压点，由于胶皮套很长，因此胶皮套的收缩率受加温定型影响很难控制，导致测压点的间距不一致，测压点插不到位。所以，本实施例在橡胶套筒9上插入压力传感器17，通过检测线7与测压点引出接头1上的对应管线接口23相连。

本实施例的安装过程为，将橡胶套筒9安装于套管托架10上，并将橡胶套筒9的左端套在左堵头4上，然后将橡胶套筒9、套管托架10连同左堵头4一起从筒体8左端伸入到筒体8内，套管托架10在筒体8内壁滑进。当套管托架10和橡胶套筒9完全进入筒体8后，左堵头4留在筒体8左端，随后盖好左压帽5，并将右堵头12插入橡胶套筒9的右端，盖好右压帽11。然后，在其中一端插入左岩心塞3或右岩心塞14、左压头2和或右压头16，并从另一端装入待测试件，并插入左岩心塞3或右岩心塞14、左压头2和或右压头16。套管托架10有7个支承座，将橡胶套筒9托起，避免由于待测试件的重量导致橡胶套筒9弯曲，整体不在同一直线上，而筒体8两端左压头2和右压头16，可以保证左岩心塞3和右岩心塞14在顶紧待测试件时不损坏待测试件。

还包括若干死心岩块，当待测试件较短时，死心岩块设置于待测试件的两端，使待测试件和死心岩块与夹持腔的长度相同。本实施例配套有死岩心块14只，包括：2个长度500mm、2个长度400mm、2个长度300mm、2个长度100mm、2个长度50mm、2个长度20mm和2个长度10mm的死岩心块。

本实施例橡胶套筒9的长度为2700mm，其两端可调节范围各25mm，在拼凑待测试样的长度时，需满足2700-2660之间。例如，当待测试样的长度为2.6米时，在待测试样的两端各加一个长50mm的死岩心块；当选用1000mm的待测试样时，在待测试样的两端各分别加一个长500mm、300mm和50mm的死岩心块；当选用400mm的待测试样时，在待测试样的两端分别加一个500mm、400mm、300mm和50mm的死岩心块；当选用300mm的待测试样时，在待测试样的两端分别加一个500mm、400mm、300mm和100mm的死岩心块；从而保证待测试样刚好在橡胶套筒9的中间部位。

还包括捅样管，其长度为3米，捅样管用于将置于夹持腔内的待测试件和死心岩块捅出，通过通过捅样管从橡胶套筒9的一端捅入，使待测试件从橡胶套筒9的另一端被捅出。

筒体8包括若干筒体8单元，筒体8单元之间可拆卸连接。本实施例采用一体形式的筒体8，当筒体8为多个筒体8单元组成时，其数量应尽量少，从而保证各筒体8单元之间的同轴度。

本实施例中橡胶套筒9装配是在筒体8外装配完成，用套管托架10固定，并套于左堵头4上，一起装入筒体8内，装入筒体8后只需小心将右堵头12插入胶皮套的右端内，盖上两端的左、右压头16，并装入待测试件，插入两端的左、右岩心塞14，拧上两端左、右压头16即可施压。本实施例更换橡胶套筒9十分方便，仅需将两端的左、右压头16及左、右堵头12等拆下，连同橡胶套筒9、套管托架10等一起从筒体8内抽出，平放在机架19上，拔出每个测压点的压力传感器17，换上的橡胶套筒9，套在左堵头4上，在测压点插入压力传感器17，然后将其从筒体8的左端插入到筒体8内，盖上右堵头12，将两端压头拧上。

综上所述，本实施例的优点在于，首先突破了岩心夹持器长度的限制，可以进行超过1米的长岩心实验，使实验结果和油田实际更加相符；其次可以兼容各种短岩心实验，进行各种长度岩心实验对比，功能更加强大；第三左、右堵头12端面密封的结构形式，更便于装配和更换皮套，第四突破了原有夹持器压力限制，最大围压可达50Mpa。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.一种岩心夹持器，其特征在于，包括水平设置的筒体和位于所述筒体内部的橡胶套筒，所述橡胶套筒内部为夹持腔，所述夹持腔用于容纳待测试件；所述筒体与所述橡胶套筒之间形成环压腔，所述筒体顶部设有环压入口和排气口，所述筒体底部设有排水口，所述环压入口、排气口和排水口分别连通所述环压腔；

所述橡胶套筒的两端设有用于封闭所述夹持腔的左岩心塞和右岩心塞，所述筒体的两端设有用于封闭所述环压腔的左堵头以及右堵头，所述筒体的两端外侧分别卡设有用于固定所述左岩心塞、左堵头的左压帽以及用于固定所述右岩心塞、右堵头的右压帽；还包括若干压力传感器，所述压力传感器用于测量岩心试件所受的压力；所述左岩心塞的外侧设有左压头，所述右岩心塞的外侧设有右压头，所述左压头和右压头分别用于调节所述左岩心塞和右岩心塞的行程距离；

所述左压头的一端套设于所述左堵头与所述左岩心塞之间，且所述左压头的外壁与所述左堵头的内壁通过螺纹连接，所述右压头的一端套设于所述右堵头与所述右岩心塞之间，且所述右压头的外壁与所述右堵头的内壁之间通过螺纹连接，拧动左压头或右压头用于调节所述左岩心塞和右岩心塞的行程距离；

所述橡胶套筒通过套管托架固定于所述筒体内，所述套管托架包括若干支撑座和若干拉杆，所述支撑座相互同心设置，所述拉杆分别与各所述支撑座的圆心连线平行，并且依次连接所述支撑座，使所述支撑座的圆心连线与所述筒体同轴；所述支撑座的外径与所述筒体的内径相同，所述支撑座通过卡簧与所述拉杆连接，所述拉杆的一端与所述左堵头螺纹连接，另一端设置于所述环压腔内。

2.根据权利要求1所述的岩心夹持器，其特征在于，所述左堵头内侧设有第一固定部，所述右堵头内侧设有第二固定部，所述橡胶套筒的两端分别套设于所述第一固定部和所述第二固定部上。

3.根据权利要求1所述的岩心夹持器，其特征在于，所述左堵头上设有测压点引出接头，所述测压点引出接头上设有若干管线接口，所述管线接口的数量和所述压力传感器的数量相同；所述橡胶套筒上设有测压开口，所述压力传感器插入所述测压开口内，所述压力传感器分别连接检测线，所述检测线分别穿过所述左堵头并从对应的所述管线接口上的母两通引出。

4.根据权利要求1所述的岩心夹持器，其特征在于，还包括若干死心岩块，当所述待测试件较短时，所述死心岩块设置于所述待测试件的两端，使所述待测试件和所述死心岩块与所述夹持腔的长度相同。

5.根据权利要求4所述的岩心夹持器，其特征在于，还包括捅样管，所述捅样管用于将置于所述夹持腔内的所述待测试件和所述死心岩块捅出。

6.根据权利要求1所述的岩心夹持器，其特征在于，所述左堵头、右堵头与所述筒体之间还设有O型密封圈。

7.根据权利要求1所述的岩心夹持器，其特征在于，所述筒体包括若干筒体单元，所述筒体单元之间可拆卸连接。