CN1057159C - 模拟地层高温高压条件的岩样复电阻测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种高温高压条件下岩样复电阻测量系统，由手动油泵、可调变压器、温控仪、高温高压装置、阻抗分析仪、打印机、微机、绘图仪组成，微机通过GPIB板及GPIB总线与阻抗分析仪相联通。高温高压装置采用了用于密封和传压的双反扣式橡胶套以及用于加热的反螺旋绕置的电阻丝钢管，其最高压力为50MPa，最高温度为150℃，可在一个较宽的测量频段上对任何岩性的岩石样品进行模拟地层条件的复电阻测量和研究。
Description
本发明是一种岩石复电阻实验室测量系统。属于岩石物理领域。可在高温高压条件下对岩石样品的复电阻(阻抗)进行测量。
通常，在实验室中，是在常温常压下测量岩石电学参数的。但是，被测的岩石样品往往取自地下的高温高压环境，这种环境的不同会使得常温常压下的测量值与岩石在原始高温高压条件下的真实值之间有较大的差别，从而影响岩石测量值的使用和分析。
为了弥补这种差距，本发明的目的是设计一种模拟地层高温高压条件下对岩石样品复电阻的测量系统，从而使得岩石的实验室测量值与其原始的真实值更加接近。
本发明是一种高温高压条件下岩样复电阻测量系统。由手动油泵1，可调变压器2，温控仪3，高温高压装置4，阻抗分析仪5，打印机6，微型计算机7，绘图仪8组成。高温高压装置4采用45号钢经粹火制成壳体410、左盖411、右盖49及堵头46。壳体410内壁绕放用于加热的内装电阻丝的不锈钢管43，一个用于传压和密封的双反扣式橡胶套44置于壳体410中的腔体413内，热电阻敏感探头48伸入腔体413中，探测腔内的温度。被测岩石样品41，为一柱状体，置于橡胶套44内，岩石样品41的两端各连测量电极42，测量电极42通过电极线47与阻抗分析仪5相连。为了绝缘，在电极42与堵头46之间放入柱状塑料412。不锈钢管45与手动油泵1相连，通过钢管45向腔体412注油以加压。微型计算机7通过GPIB板9及GPIB总线10与阻抗分析仪5相联接。
本发明可以在最高压力为50MPa，景高温度为150℃的范围内，在一个较宽的测量频段上对任何岩性的岩石样品进行复电阻的扫频测量，能满足厂矿、学校和科研单位在目前钻井井深的情况下，进行模拟地下高温高压环境的岩石复电阻的测量和研究，从而为石油勘探、开发提供最佳的地球物理参数。
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明的高温高压装置结构示意图。
以下结合附图说明本发明的一种最佳方案。
模拟地层高温高压条件的岩样复电阻测量系统，由手动油泵1，可调变压器2，温控仪3，高温高压装置4，阻抗分析仪5，打印机6，微型计算机7，绘图仪8组成。微机7可使用COMPAQ386或IBM兼容机。微机7通过GPIB板9及GPIB总线10与阻抗分析仪5联通。阻抗分析仪5选用型号HP4194A。高温高压装置4的电极线47与阻抗分析仪5的测量端相联接。系统通过自动扫频测量被测岩石样品41的复电阻R+jx。岩石样品41的尺寸可采用直径25mm，长度为38mm，橡胶套44采用氟橡胶，其内径为25mm，以便与岩样41紧密配合。手动油泵1可采用SYB-2型手动油泵，它通过6mm不锈钢管45与高温高压装置4相连，其作用是用手按压油泵，将油压入高温高压装置4，以增加腔体413的压力，造成一个高压环境。温控仪3可采用SWT102型温控仪，它与可调变压器2的输入端相连，可调变压器2的输出端与高温高压装置4中的电阻丝管43相连接。为避免电干扰，电阻丝管采用反螺旋状(S形)绕置。微机7可将测量和处理结果输出至打印机6和绘图仪8。
测量前，将电阻丝钢管43，注油管45及热电阻敏感探头48如图2所示固定于腔体413中，连接处用密封螺母拧好，再将橡胶套44放入腔体413中，将左盖411、右盖49在壳体410上旋紧。测量时，将被测岩石样品41放入橡胶套44中，再将电极42，柱状塑料412及堵头46分放于岩样41两边，并上紧。将电极线47与阻抗分析仪5的测量端相接。
摇动手动油泵1，向装置4内注油，待油充满腔体413后，再注油，腔体413内的油压便逐渐升高，此时油压通过橡胶套44加载于岩石样品41上，形成对岩样41的高压环境。同时，由于充满了的油挤压橡胶套44两端的反扣，使得油压越高，反扣边缘与壳体的接触越好，密封性能越好。开启温控仪3，并将温度设定为某一特定的上限值，则钢管43内的电阻丝上有电流通过，从而发热，给腔体413内的油、橡胶套44及岩样41等加热。当腔体413中的温度超过设定的温度值时，温控仪3输出中断，电阻丝上无电流通过，停止发热，腔体413的温度便稳定在设定的温度值上，造成一个稳定的高温环境。这时，用阻抗分析仪5就可进行一定温度和压力下岩石样品复电阻R+jx的测量。测量过程由微机7控制，数据存储与处理也由微机7进行。
Claims (6)
1.一种高温高压下岩石样品复电阻测量系统，由手动油泵(1)，可调变压器(2)，温控仪(3)，高温高压装置(4)，阻抗分析仪(5)，打印机(6)，微机(7)，绘图仪(8)组成，其特征在于：高温高压装置(4)是由壳体(410)、左盖(411)、右盖(49)及堵头(46)组成，壳体(410)内壁绕放用于加热的内装电阻丝的不锈钢管(43)，一个用于传压和密封的双反扣式橡胶套(44)置于壳体(410)中的腔体(413)内，，被测岩石样品(41)的两端各连测量电极(42)，不锈钢管(45)与手动油泵(1)相连。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压下岩样复电阻测量系统，其特征在于：微机7通过GPIB板9和GPIB总线10与阻抗分析仪5相联通。
3.根据权利要求1所述的一种高温高压下岩样复电阻测量系统，其特征在于：热电阻敏感探头(48)伸入腔体(413)中。
4.根据权利要求1所述的一种高温高压下岩样复电阻测量系统，其特征在于：测量电极(42)通过电极线(47)与阻抗分析仪(5)相连、在电极(42)与堵头(46)之间放入柱状塑料(412)。
5.根据权利要求1所述的一种高温高压下岩样复电阻测量系统，其特征在于：不锈钢管(43)采用反螺旋形或S形绕置。
6.根据权利要求1所述的一种高温高压下岩样复电阻测量系统，其特征在于：高温高压装置(4)采用45号钢经粹火制成壳体(410)、左盖(411)、右盖(49)及堵头(46)，橡胶套(44)采用氟橡胶，其内径为25mm，手动油泵(1)通过6mm不锈钢管(45)与高温高压装置(4)相连。
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