CN108426766A - 一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法 - Google Patents

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王宏伟
马汝涛
胡志坚
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Abstract

本发明属于石油开采设备技术领域，公开了一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法，通过将样品制备与应变测试结合，在施加静力荷载或者动荷载过程中，同步测试加载应力、对应的径向应变以及轴向应变；再通过计算，获得产生的径向应力；并获得岩屑在加载过程中的变形规律与完整的不同规格的岩石样品；测试装置，设置有底座；外筒、空心圆柱状等。本发明在对岩屑的可压缩性及压缩过程中，对周围地层产生的径向应力，可进行静荷载与动荷载作用下的岩屑压密装置，可以进行常规高压荷载与不同频率动荷载下的不同岩屑压密实验；同时通过测量压缩过程中制样筒产生的径向应变，通过计算获得对应的径向应力，为实际工程提供参考资料。

Description

一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法
技术领域
本发明属于石油开采设备技术领域，尤其涉及一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法。
背景技术
在石油钻井工程中，机械研磨产生的各种岩屑通常通过泥浆返排至地表，再收集后集中处理。目前中石油钻井院机械所拟采用新工艺，将岩屑进行井下压缩直接压入地层中，因此需要了解岩屑的可压缩性及压缩过程中，对周围地层产生的径向应力。
现有一些设备，可以进行高温与高压条件下的人工样品制备，在制备过程中，将样品装入单独的制样筒内，再利用压力机进行压制，一些设备，在制样筒周围布置电热丝进行加温，加温过程中同步加压，然后再保温保压后，获得样品。但存在很多缺陷。
综上所述，现有技术存在的问题是：传统的泥土岩心压制装置，考虑了温度与压力对压缩过程的影响，但一般只是采用静荷载，即压力只能单向加载或者卸载，不能进行不同频率的动荷载作用下的样品压制工作；压制过程中，对压缩变形与加载应力之间的相关性规律，测试的较少。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法。
本发明是这样实现的，一种泥土岩心压制与应变测试方法，所述泥土岩心压制与应变测试方法包括：通过将样品制备与应变测试结合，在施加静力荷载或者动荷载过程中，同步测试加载应力、对应的径向应变以及轴向应变；再通过计算，获得产生的径向应力；并获得岩屑在加载过程中的变形规律与完整的不同规格的岩石样品。
进一步，所述同步测试加载应力的方法，包括：
步骤一，利用伺服压力机与带伺服阀传感器的作动装置控制加载方式与加载频率，利用伺服控制，压力最大可加载至200KN，加载频率至10Hz；
步骤二，通过应变仪，测试加载产生的径向与垂直方向的变形。
进一步，所述径向应变的测试方法包括：
在制样内筒外侧开槽，粘贴垂直方向与水平方向的应变片；
通过导线与应变采集仪连接，进行数据测量与采集。
本发明的另一目的在于提供一种泥土岩心压制与应变测试装置设置有底座；所述底座外侧通过内六角螺栓固定连接外筒，所述外筒内部设置有通过内六角螺栓固定在底座上部；所述外筒为完整的封闭空心圆柱状，所述外筒内壁为楔形；所述外筒与内部内筒楔接，所述内筒为空心圆柱体，所述内筒外壁为楔形；所述底座中心固定有实心圆柱。
进一步，所述内筒由空心圆柱分为三片圆弧。
进一步，所述底座为圆柱状。
底座、外筒、内筒、实心圆柱可以承受较高的压力，通过反压，可轻松的将样品取出；由底座、外筒、内筒、实心圆四部分组成岩屑加工岩样桶，加工出的圆柱岩样两种规格：尺寸分别为：φ50×100mm，φ25×50mm。
本发明在对岩屑的可压缩性及压缩过程中，对周围地层产生的径向应力。可进行静荷载与动荷载作用下的岩屑压密装置，可以进行常规高压荷载与不同频率动荷载下的不同岩屑压密实验；同时通过测量压缩过程中制样筒产生的径向应变，通过计算获得对应的径向应力，为实际工程提供参考资料。
附图说明
图1是本发明实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置底座结构示意图；
图3是本发明实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置外筒的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置内筒的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置实心圆柱的结构示意图；
图中：1、底座；2、外筒；3、内筒；4、实心圆柱。
图6是本发明实施例提供的加载控制方法的实现流程图；
图7是本发明实施例提供的径向应变测试的方法流程图；
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
本发明提供了一套可进行静荷载与动荷载作用下的岩屑压密装置，可以进行常规高压荷载与不同频率动荷载下的不同岩屑压密实验；同时通过测量压缩过程中制样筒产生的径向应变，通过计算获得对应的径向应力，为实际工程提供参考资料。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
本发明实施例提供的泥土岩心压制与应变测试方法，将样品制备与应变测试结合，可以在施加静力荷载或者动荷载过程中，同步测试加载应力，对应的径向应变以及轴向应变，再通过计算，获得产生的径向应力。即通过试验，获得岩屑在加载过程中的变形规律与完整的不同规格的岩石样品。
如图1至图5所示，本发明的目的在于提供一种泥土岩心压制与应变测试装置，所述泥土岩心压制与应变测试装置设置有底座1；
所述底座1外侧通过内六角螺栓固定连接外筒2，所述外筒2内部设置有通过内六角螺栓固定在底座1上部，所述外筒2为完整的封闭空心圆柱状，所述外筒2内壁为楔形；所述外筒2与内部内筒3楔接，所述内筒3为空心圆柱体，所述内筒3外壁为楔形；
所述底座1中心固定有实心圆柱4。
作为本发明的优选实施例，所述内筒3由空心圆柱分为三片圆弧。
作为本发明的优选实施例，所述底座1采用圆柱状。
如图6所示，本发明实施例提供的加载控制方法包括以下步骤：
S101，利用伺服压力机与带伺服阀传感器的作动装置控制加载方式与加载频率，利用伺服控制，压力最大可加载至200KN，加载频率可至10Hz；
S102，通过应变仪，测试加载产生的径向与垂直方向的变形。
作为本发明的优选实施例，在S101中，底座、外筒、内筒、实心圆柱可以承受较高的压力，通过反压，可轻松的将样品取出；由底座、外筒、内筒、实心圆四部分组成岩屑加工岩样桶，加工出的圆柱岩样两种规格：尺寸分别为：φ50×100mm，φ25×50mm。
如图7所示，本发明实施例提供的径向应变测试方法包括以下步骤：
S201，在制样内筒外侧开槽，粘贴垂直方向与水平方向的应变片；
S202，通过线与应变采集仪连接，进行数据测量与采集。
本发明实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置中，岩屑的可压缩性及压缩过程中，对周围地层产生的径向应力。可进行静荷载与动荷载作用下的岩屑压密装置，可以进行常规高压荷载与不同频率动荷载下的不同岩屑压密实验；同时通过测量压缩过程中制样筒产生的径向应变，通过计算获得对应的径向应力，为实际工程提供参考资料。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种泥土岩心压制与应变测试方法，其特征在于，所述泥土岩心压制与应变测试方法包括：通过将样品制备与应变测试结合，在施加静力荷载或者动荷载过程中，同步测试加载应力、对应的径向应变以及轴向应变；再通过计算，获得产生的径向应力；并获得岩屑在加载过程中的变形规律与完整的不同规格的岩石样品。
2.如权利要求1所述的泥土岩心压制与应变测试方法，其特征在于，所述同步测试加载应力的方法，包括：
步骤一，利用伺服压力机与带伺服阀传感器的作动装置控制加载方式与加载频率，利用伺服控制，压力最大可加载至200KN，加载频率至10Hz；
步骤二，通过应变仪，测试加载产生的径向与垂直方向的变形。
3.如权利要求1所述的泥土岩心压制与应变测试方法，其特征在于，所述径向应变的测试方法包括：
在制样内筒外侧开槽，粘贴垂直方向与水平方向的应变片；
通过导线与应变采集仪连接，进行数据测量与采集。
4.一种如权利要求1所述的泥土岩心压制与应变测试方法的泥土岩心压制与应变测试装置，其特征在于，所述泥土岩心压制与应变测试装置设置有底座；所述底座外侧通过内六角螺栓固定连接外筒，所述外筒内部设置有通过内六角螺栓固定在底座上部；所述外筒为完整的封闭空心圆柱状，所述外筒内壁为楔形；所述外筒与内部内筒楔接，所述内筒为空心圆柱体，所述内筒外壁为楔形；所述底座中心固定有实心圆柱。
5.如权利要求4所述泥土岩心压制与应变测试装置，其特征在于，所述内筒由空心圆柱分为三片圆弧。
6.如权利要求4所述泥土岩心压制与应变测试装置，其特征在于，所述底座为圆柱状。
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