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

一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108426766A
CN108426766A CN201810007620.6A CN201810007620A CN108426766A CN 108426766 A CN108426766 A CN 108426766A CN 201810007620 A CN201810007620 A CN 201810007620A CN 108426766 A CN108426766 A CN 108426766A
Authority
CN
China
Prior art keywords
strain
rock core
load
soil rock
compacting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810007620.6A
Other languages
English (en)
Inventor
冒海军
杨春和
王宏伟
马汝涛
胡志坚
刘继亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CNPC DRILLING ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Wuhan Institute of Rock and Soil Mechanics of CAS
CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd
Original Assignee
CNPC DRILLING ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Wuhan Institute of Rock and Soil Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CNPC DRILLING ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE, Wuhan Institute of Rock and Soil Mechanics of CAS filed Critical CNPC DRILLING ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Priority to CN201810007620.6A priority Critical patent/CN108426766A/zh
Publication of CN108426766A publication Critical patent/CN108426766A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058—Kind of property studied
    • G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0075—Strain-stress relations or elastic constants
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0298—Manufacturing or preparing specimens
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
    • G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
    • G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

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。
CN201810007620.6A 2018-01-04 2018-01-04 一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法 Pending CN108426766A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810007620.6A CN108426766A (zh) 2018-01-04 2018-01-04 一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810007620.6A CN108426766A (zh) 2018-01-04 2018-01-04 一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108426766A true CN108426766A (zh) 2018-08-21

Family

ID=63155814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810007620.6A Pending CN108426766A (zh) 2018-01-04 2018-01-04 一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108426766A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109342184A (zh) * 2018-11-09 2019-02-15 中国石油天然气集团有限公司 一种用于测试页岩特性的试验装置、方法和系统
CN110823662A (zh) * 2019-12-04 2020-02-21 新疆格瑞迪斯石油技术股份有限公司 一种高失水岩样压制仪

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202024932U (zh) * 2011-02-10 2011-11-02 中国矿业大学 一种用于三轴流体围压作用下的应变片集成装置
CN202210098U (zh) * 2011-08-31 2012-05-02 中南大学 富水裂隙岩体静动载-渗流耦合试验装置
CN204373987U (zh) * 2015-04-20 2015-06-03 福建博海工程技术有限公司 一种微机控制电液伺服动静万能试验机
CN105973734A (zh) * 2016-05-11 2016-09-28 哈尔滨工业大学 基于mts加载的沥青混合料疲劳测试方法
CN107036893A (zh) * 2017-05-31 2017-08-11 南京理工大学 松散物料致密成型过程力学行为测试装置及其测试方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202024932U (zh) * 2011-02-10 2011-11-02 中国矿业大学 一种用于三轴流体围压作用下的应变片集成装置
CN202210098U (zh) * 2011-08-31 2012-05-02 中南大学 富水裂隙岩体静动载-渗流耦合试验装置
CN204373987U (zh) * 2015-04-20 2015-06-03 福建博海工程技术有限公司 一种微机控制电液伺服动静万能试验机
CN105973734A (zh) * 2016-05-11 2016-09-28 哈尔滨工业大学 基于mts加载的沥青混合料疲劳测试方法
CN107036893A (zh) * 2017-05-31 2017-08-11 南京理工大学 松散物料致密成型过程力学行为测试装置及其测试方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨可森 等: "PWS-500型电液伺服动静万能试验机的研制", 《试验技术与试验机》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109342184A (zh) * 2018-11-09 2019-02-15 中国石油天然气集团有限公司 一种用于测试页岩特性的试验装置、方法和系统
CN110823662A (zh) * 2019-12-04 2020-02-21 新疆格瑞迪斯石油技术股份有限公司 一种高失水岩样压制仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Papamichos et al. Hole stability of Red Wildmoor sandstone under anisotropic stresses and sand production criterion
CN106017793B (zh) 一种用于力标准机的精度检测装置、力值比对机以及力标准机精度检测方法
CN203396653U (zh) 岩体外载形变与裂隙扩展动态测定装置
CN108106945A (zh) 一种套管非均匀外挤加载试验装置及套管形变计算方法
CN105928793A (zh) 置于转台上的岩石力学试验机
CN102937551A (zh) 基于电容成像的岩石三轴试验装置
CN107870144A (zh) 一种煤岩体应变‑裂隙‑渗透率的测试装置及方法
CN101509852A (zh) 一种获取厚壁圆筒试样环形断裂的试验方法
CN105738212A (zh) 基于电容层析成像技术的岩石三轴试验裂隙扩展观测装置
CN210660065U (zh) 一种高仿真固井胶结强度联合测试辅助装置
CN108426766A (zh) 一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法
CN104749036B (zh) 原位岩体力学试验系统及方法
CN112284922A (zh) 一种煤岩体高温三轴流变及动静组合加载试验装置
CN112595582A (zh) 一种变刚度侧限式岩土力学试验装置及方法
CN106290581A (zh) 一种超声波晶片组、超声波探头及岩芯超声波测试系统
CN113804248A (zh) 利用数字散斑和有限元技术的无损地应力测试装置及方法
CN107389457A (zh) 基于碳纤维压力室的岩石力学试验机
RU2349711C2 (ru) Способ определения несущей способности буронабивной сваи
CN207882020U (zh) 一种泥土岩心压制与应变测试装置
Fang et al. Stress distribution properties and deformation–fracture mechanisms in hydraulic fracturing of coal
CN207457224U (zh) 一种滑坡模型试验装置
CN105781616B (zh) 模拟煤层钻进过程中钻孔动态失稳监测系统及方法
CN206554916U (zh) 水泥环环隙模拟测试系统
CN208780546U (zh) 一种基于动态疲劳试验机的岩石三轴拉压试验装置
CN106644771A (zh) 一种基于液体压力的橡胶体积模量的测量装置及测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180821

RJ01 Rejection of invention patent application after publication