CN109374387A - 组合式中心轴、包括它的岩心模具和岩心制备装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式中心轴、包括它的岩心模具和岩心制备装置及方法,所述组合式中心轴包括变径实心轴和空心套杆,所述空心套杆套在变径实心轴外部,所述变径实心轴为一两端直径不同的圆台状轴体,所述空心套杆由组件一、组件二、组件三和组件四组合而成,所述空心套杆的两端外径相同内径不同;所述四个组件按照内径相同端依次连接在一起;所述组件一和组件三结构相同,组件二和组件四结构相同,均为外径相同,内径不同的部分圆环柱体。本发明提供的组合式中心轴便于拆卸,即使在高加压强度下,依旧能够轻易的脱模。
Description
技术领域
本发明属于石油工程领域和机械加工领域,涉及一种环形岩心制备装置及其使用方法,具体涉及一种组合式中心轴、包括它的岩心模具和岩心制备装置及方法。
背景技术
在石油工程领域,岩心是一种最为直观的了解地下岩层性质的资料,在现场中井下的岩心不仅不易获取,而且打捞出的岩心尺寸较小,成本较高,价格也相应较高。实验室中为了模拟井下情况,需要模拟包括钻杆所产生的中空的地下岩层状况,现场所获取的岩心无法满足要求。经过实验证明,管志川(管志川,赵效锋,廖华林,吴彦先.环形柱状岩心制备装置:CN203045939U[P].2012.)等的环形柱状岩心制备装置存在以下缺点:1.装置中的心轴是一种传统的实心圆柱形轴,在制作高加压强度下的环形柱状岩心时,岩心会对心轴的外壁产生很大的压力,在抽取心轴的过程中会产生巨大的摩擦力,所设计的心轴提取装置无法将心轴提取出来;2.装置中的加压系统结构过于复杂,千斤顶上方还单独设有测压系统,是一种安装有压力表的柱塞测压缸,在频繁的压制岩心时容易损坏柱塞测压缸。除此之外,目前实验室还没有一种能够制作高加压强度下易脱模的环形岩心制备装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种易于拆卸的组合式中心轴、包括它的岩心模具和高加压强度下易脱模的环形岩心制备装置及方法。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种组合式中心轴,包括变径实心轴和空心套杆,所述变径实心轴为一上细下粗的圆台状轴体,所述空心套杆为一两端外径相同,内径自上而下增大的圆环柱体,所述空心套杆套在变径实心轴外部组成组合式中心轴;所述空心套杆由组件一、组件二、组件三和组件四组合而成,所述组件一和组件三结构相同,组件二和组件四结构相同,均为两端外径相同,内径不同的部分圆环柱体,所述组件一、组件二、组件三和组件四按照内径相同端依次连接组成空心套杆;
所述组件一和组件三的主视图为一上窄下宽的梯形,所述组件二和组件四的主视图为一上宽下窄的梯形。
优选的,所述变径实心轴顶部开有顶出孔,拆卸时使用顶杆与其对齐,进而将其顶出;下端设有居中孔,使用时所述下端的居中孔插在模具底座居中轴上。
优选的,所述四个组件的顶部均开有螺纹孔,目的是使用螺钉和环形卡箍将四个组件和变径实心轴固定在一起。
优选的,所述组合式中心轴的各个组件和变径实心轴由环形卡箍固定组合在一起,所述环形卡箍具体为一圆环,圆环外径小于组合式中心轴的外径,内径大于变径实心轴顶端直径,圆环上设有四个圆形通孔,通孔和组件一、组件二、组件三、组件四顶端的螺纹孔尺寸相同并且相互对应,螺钉穿过环形卡箍的圆孔拧入组件顶端的螺纹孔,将组件一、组件二、组件三、组件四以及变径实心轴固定在一起。
上述组合式中心轴的使用方法为:将组件一、组件二、组件三和组件四按照内径相同端依次连接,组成空心套杆;将空心套杆套在变径实心轴外部,组合成一个圆柱形组合式中间轴,所述空心套杆和变径实心轴的上端由环形卡箍固定。
一种环形岩心模具,包括两个对开半模和上述组合式中心轴,所述两个对开半模组成一圆柱形空腔,所述组合式中心轴设置在圆柱形空腔的中心;所述圆柱形空腔的下端连接模具底座,所述圆柱形空腔的上端设有环形压块,所述两个对开半模、组合式中心轴、模具底座和环形压块组成环形空腔。
优选的,所述对开半模为翅形对开半模。
进一步优选的,所述的翅形对开半模的外部是一多边形柱,内部是一半圆柱形腔体,其中多边形柱两边对称向外延伸加厚,
在加厚的部分竖直端面设有若干螺纹孔。螺纹孔与紧固螺栓相配合,使用紧固螺栓使对两个开半模闭合。采用翅形结构的对开半模,在保证能够制作环形岩心的同时大大减轻了模具的重量,同时易于拆卸和组装。
优选的,所述模具底座有固定卡紧组合式中心轴组件的凹槽,凹槽中间设有居中轴,保证组合式中心轴居中固定。
优选的,所述模具底座为四方形,金属条围在四周形成中部下凹的四方形底座,在模具底座四个角的对应位置设有四个螺纹孔,使用螺钉通过螺纹孔来连接模具底座翅形对开半模。优选的,所述岩心压块是环状金属柱体,上端面设有关于轴线对称的螺纹孔,侧面光滑,所述岩心压块的内径比组合式中心轴外径大,外径比环形空腔内径小。
进一步优选的,所述岩心压块的内径比组合式中心轴外径大1mm,外径比环形空腔内径小1mm。
上述环形岩心模具的使用方法为:(1)将变径实心轴通过居中轴连接在模具底座中心,将组件一、组件二、组件三和组件四按照内径相同端依次连接,并放入模具底座上的凹槽中,组成空心套杆;
(2)将空心套杆套在变径实心轴外部,组合成一个圆柱形组合式中间轴;此时,模具底座、两个对开半模和组合式中心轴组成上端开口的圆环柱形空腔,空腔用于容纳岩心;岩心模具组装完成;
一种高加压强度下易脱模的环形岩心制备装置,包括加压装置、上述岩心模具和支撑装置;
所述加压装置包括升降平台、驱动升降平台升降的手压泵和加压平台,所述岩心模具位于升降平台上,所述加压平台位于岩心模具的正上方;所述支撑装置包括底座、与底座连接的立柱,所述升降平台通过滑套沿立柱上下移动。
优选的,本发明还提供了一种用于将变径实心轴从组合式中心轴分离出来的顶杆,所述顶杆主体为第一圆柱,第一圆柱的顶端设有第一圆柱形凸起,凸起顶部开有螺纹;所述第一圆柱的底部设有第一圆柱形凸块。
优选的,本发明还提供了一种用于将岩心压块拉出的拉杆,所述拉杆主体为第二圆柱,第二圆柱的顶端设有第二圆柱形凸起,凸起顶部开有螺纹;所述第二圆柱的底部设有第二圆柱形凸块,拉杆长度长于顶杆长度。
上述环形岩心制备装置的使用方法:
(1)将两个对开半模闭合,并固定在模具底座上,组成上端开口的圆柱形空腔;
(2)将变径实心轴通过居中轴连接在模具底座中心,将组件一、组件二、组件三和组件四按照内径相同端连接在一起的方式依次连接,并放入模具底座上的凹槽中,组成空心套杆;
(3)空心套杆套在变径实心轴外部,组合成一个圆柱形组合式中间轴;此时,模具底座、两个对开半模和组合式中心轴组成上端开口的圆环柱形空腔,空腔用于容纳岩心;岩心模具组装完成;
(4)将圆环柱形空腔内填装一定砂料后,使用环形岩心压块在顶部封堵空腔上端,将岩心模具放置在升降平台上,利用手压泵驱动升降平台上升,升降平台不断抬升模具直至模具上方的岩心压块接触到加压平台,利用加压平台施加的反作用力,岩心压块不断挤压岩心砂料,直至加压完成;
(5)岩心制作完成后,先拆去模具底座,然后拆卸组合式中心轴,具体方法是:将两个对开半模分开,除去组合式中心轴的环形卡箍,从变径实心轴顶端向底部方向敲击,变径实心轴利用自身逐渐变径的原理自动退出圆柱形空间;然后利用相同的方法拆去组件一和组件三,然后从两端横向推动,组件二和组件四即可拆去;
(6)清理对开半模内壁残余的石英砂和胶,并刮去模具底座上残余的胶和石英砂。
本发明的有益效果:
1.利用本装置可以制作各种加压强度下的环形岩心,克服了现场打捞出岩心的缺点。
2.本装置设计的组合式中心轴,便于拆卸,即使在高加压强度下,组合式中心轴依旧能够轻易的脱模。
3.本装置的岩心压块具有不同的厚度值,可以灵活配合,压制不同高度的岩心。
4.本装置采用手压泵作为加压系统,无需设计测压系统,结构简单。
5.采用的翅形对开半模,既满足了强度要求,又大大减轻了重量,节省原料。
6.本装置的加压装置和岩心模具是相互独立的两种组合结构,方便岩心的拆卸工作。
附图说明
图1为本发明实施例的高加压强度下易脱模的环形岩心制备装置的结构示意图;
图2为本发明实施例的岩心模具的俯视方向剖面示意图;
图3中a为本发明实施例的组件一(三)的主视图;b为本发明实施例的组件一(三)的左视图;c为本发明实施例的组件一(三)的俯视图;d为本发明实施例的组件一(三) 的俯视图的放大图;
图4中a为本发明实施例的组件二(四)的主视图;b为本发明实施例的组件二(四)的左视图;c为本发明实施例的组件二(四)的俯视图;d为本发明实施例的组件二(四) 的俯视图的放大图;
图5中a为本发明实施例的变径实心轴的主视图;b为本发明实施例的变径实心轴的左视图;c为本发明实施例的变径实心轴的俯视图;d为本发明实施例的变径实心轴的俯视图的放大图;
图6为本发明实施例的组合式中心轴的俯视结构示意图;
图7中a为本发明实施例的岩心压块主视图;b为本发明实施例的岩心压块侧视图;c 为本发明实施例的岩心压块俯视图;
图8为本发明实施例的环形卡箍结构示意图;
图9中a为本发明实施例的顶杆的主视图;b为本发明实施例的顶杆的侧视图;c为本发明实施例的顶杆的俯视图;
图10为本发明实施例的翅形对开半模俯视图方向的剖面图;
图11为本发明实施例的翅形对开半模闭合在一起的俯视图方向的剖面图。
附图标记:1-底座,2-升降平台,3-加压平台,4-手压泵,5-立柱,6-对开半模,7-螺纹孔Ⅰ,8-模具底座,9-金属条,10-螺钉,11-凹槽,12-居中轴,13-变径实心轴,14-组件二,15-组件四,16-组件三,17-组件一,18-组合式中心轴,19-顶出孔,20-岩心压块,21-环形空腔,22-紧固螺栓,23-螺纹孔Ⅱ,24-螺纹孔Ⅲ,25-居中孔,26-环形卡箍,27-顶杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述,应该说明的是,下述说明仅是为了解释本发明,并不对其内容进行限定。
附图1为本实施例所述的一种高加压强度下易脱模的环形岩心制备装置结构示意图,包括加压装置、岩心模具和支撑装置;
所述加压装置包括升降平台2、驱动升降平台2升降的手压泵4和加压平台,所述岩心模具位于升降平台2上,所述加压平台位于岩心模具的正上方;
所述岩心模具包括两个对开半模和一组合式中心轴18,所述两个对开半模组成一圆柱形空腔,所述组合式中心轴18设置在圆柱形空腔的中心;所述圆柱形空腔的下端连接模具底座8,所述圆柱形空腔的上端设有环形压块,所述两个对开半模、组合式中心轴18、模具底座8和环形压块组成环形空腔21;岩心模具的俯视方向剖面示意图见附图2所示。
所述组合式中心轴18包括变径实心轴13和空心套杆,所述空心套杆套在变径实心轴 13外部,所述变径实心轴13为一两端直径不同的圆台状轴体,所述空心套杆由组件一17、组件二14、组件三16和组件四15组合而成的一种两端外径相同,内径不同的空心套杆;所述四个组件按照内径相同端依次连接在一起的方式组合连接。
所述支撑装置包括底座1、与底座1连接的立柱5,升降平台2通过滑套穿过立柱5,所述升降平台2通过滑套沿立柱5上下移动。所述立柱5分别设在底座1四个角的相对应的位置。
所述组件一17和组件三16结构相同(附图3a~3d所示),组件二14和组件四15结构相同(附图4a~4d所示),均为外径相同,内径不同的部分圆环柱体,其中组件一17和组件三16的结构为部分圆环柱体Ⅰ,组件二14和组件四15的结构为部分圆环柱体Ⅱ;部分圆环柱体Ⅰ和部分圆环柱体Ⅱ为互补的组合关系;部分体圆环柱体Ⅱ的横截面从顶端到底端逐渐减小。所述四个组件内径变化趋势相同,所述组件一17、组件二14、组件三16和组件四15按照内径相同端依次连接组成空心套杆;空心套杆的内径自上而下增大,外径不变;变径实心轴13的直径自上而下增大,空心套杆刚好套在变径实心轴外部组成了组合式中心轴18。
由图3a所示,所述组件一和组件三的主视图为一上窄下宽的梯形,如图4a所示,所述组件二和组件四的主视图为一上宽下窄的梯形。
为了帮助理解组件一17、组件二14、组件三16、组件四15和变径实心轴13的结构(见附图5a~5d),可以理解为:一个圆柱体中间抽去一个和变径实心轴13尺寸相同的圆台,剩下的部分在顶端按照附图6所示的方式,在剩余部分的顶部端面入刀向底部端面斜切,入刀位置和出刀位置必须在剩下部分的中间圆孔内,在入刀的起始位置,先将两刀刃平行,然后分别将刀背向内倾斜相同的角度进行斜切,倾斜的角度根据组合式中心轴的长度及直径选择合适的角度值,角度取值在0°~90°之间,不包括0°和90°(此角度是指刀背与竖直平面之间的锐角夹角)。本实施例中的倾斜角度选择为1.3°。斜切之后会产生四个分开的零件,左右两边的是组件二14和组件四15,前后两边的是组件一17和组件三16,先前抽去的圆台即变径实心轴13。组件一17和组件三16在横向尺寸上(从主视图来看,附图3a所示),其上端尺寸小于下端尺寸;在纵向尺寸上(从左视图来看,图3b所示),其上端尺寸大于下端尺寸。组件二14和组件四15在横向和纵向尺寸上,其上端尺寸均大于下端尺寸(从主视图来看,图4a所示)。
具体的,所述对开半模为翅形对开半模6。
具体的,所述的翅形对开半模6的外部是一多边形柱,内部是一半圆柱形腔体,其中多边形柱两边对称向外延伸加厚,其横截面如附图10所示,在两边加厚的部分分别在竖直端面处设有3个螺纹孔Ⅰ。螺纹孔Ⅰ与紧固螺栓22相配合,使用六条紧固螺栓22使对两个开半模闭合,如附图11所示。采用翅形结构的对开半模,在保证能够制作环形岩心的同时大大减轻了模具的重量,同时易于拆卸和组装。翅形对开半模的结构示意图见附图10和附图11所示。
具体的,所述模具底座8有固定卡紧组合式中心轴18组件的凹槽,凹槽中间设有居中轴12,保证组合式中心轴18居中固定。
具体的,所述模具底座8为四方形,模具底座8的凹槽由四个金属条9在模具底座8上依次连接围成,在模具底座8四个角的对应位置设有四个螺纹孔Ⅳ,螺钉10通过螺纹孔Ⅳ来连接并固定翅形对开半模6。
具体的,所述变径实心轴13顶部开有顶出孔19,下端开有居中孔25,使用时变径实心轴13通过所述居中孔25插在模具底座8居中轴12上,实现固定居中。
具体的,所述四个组件的顶部均开有螺纹孔Ⅱ23。
具体的,所述环状岩心压块20为若干环形金属柱体,岩心压块20具有不同的厚度值,上端面设有关于轴线对称的螺纹孔Ⅲ,螺纹孔Ⅲ的目的是拆卸时使用下端带螺纹的拉杆旋转进入其中并将其抽出,岩心压块20的侧面光滑,所述岩心压块20的内径比组合式中心轴18外径大1mm,外径比环形空腔21的内径小1mm,目的是保证加压时岩心压块20能够顺利向下移动,同时保证砂料不会被挤出(岩心压块20如图7a、7b、7c所示)。
具体的,所述组合式中心轴18的各个组件和变径实心轴13由环形卡箍26固定,所述环形卡箍26具体为一圆环,圆环外径小于组合式中心轴18的外径,内径大于变径实心轴13顶端直径,圆环上设有四个圆形通孔,通孔和组件一17、组件二14、组件三16、组件四15顶端的螺纹孔Ⅱ23尺寸相同并且相互对应,使用螺钉穿过环形卡箍26的圆孔拧入组件顶端的螺纹孔Ⅱ23,将组件一17、组件二14、组件三16、组件四15以及变径实心轴13 固定在一起(环形卡箍26的结构如图8所示)。
具体的,加压平台3在顶部被螺母固定在支撑装置上。
本发明实施例还提供了一种用于将变径实心轴13从组合式中心轴18分离出来的顶杆 27(如图9a、9b、9c所示),所述顶杆27主体为第一圆柱,圆柱的顶端设有第一圆柱形凸起,凸起顶部开有螺纹;所述圆柱的底部设有第一圆柱形凸块。
本发明实施例还提供了一种用于将岩心压块20拉出的拉杆,所述拉杆主体为第二圆柱,第二圆柱的顶端设有第二圆柱形凸起,凸起顶部开有螺纹;所述第二圆柱的底部设有第二圆柱形凸块,拉杆长度长于顶杆27长度。
具体的,本发明实施例的装置的使用方法为:
1.装置组装方法:首先将两个翅形对开半模6闭合在一起放入模具底座8上,拧紧模具底座8两边的四个螺钉10,将模具底座8与翅形对开半模6连接在一起;然后拧紧六条螺栓22,使翅形对开半模6紧密闭合;此时,模具底座8与翅形对开半模6组成上端开口的圆柱形空腔。
之后将变径实心轴13插入模具底座8中间焊接的居中轴12上,然后将组件一17、组件二14、组件三16和组件四15按照内径相同端依次连接并放入模具底座8中间的凹槽10中,放置方式如附图6所示,并套在变径实心轴13外部,组合成一个圆柱形组合式中间轴18,最后将环形卡箍26套在组合式中心轴18顶部,对准螺纹孔Ⅱ23,使用螺钉固定;此时,模具底座8、翅形对开半模6和组合式中心轴18组成上端开口的圆环柱形空腔21,空腔用于容纳岩心,岩心模具组装完成。居中轴12达到居中固定组合式中心轴18的目的。
2.制作岩心方法:将圆环柱形空腔内填装一定砂料后,使用环形岩心压块20在顶部封堵空腔上端,将岩心模具放置在升降平台2上方,利用手压泵4驱动升降平台2上升,升降平台2不断抬升模具直至模具上方的岩心压块20接触到加压平台3,利用加压平台3施加的反作用力,岩心压块20不断挤压岩心砂料,直至加压完成。
下面以制作完成一次岩心为实施例来对本装置进行介绍:
1.原料准备:根据实验要求,称取一定质量的不同粒径的石英砂,为了控制所制岩心的渗透率,需要严格控制不同粒径石英砂的配比,称取之后将不同粒径的石英砂混在一起。称取一定量的环氧树脂和固化剂,混拌均匀,使两者完全反应,然后将称好的石英砂倒入,混拌均匀。
2.装置组装:将两个翅形对开半模6闭合在一起放入模具底座8中,拧紧底座8两边的四个螺钉10,将模具底座8与翅形对开半模6连接在一起,然后拧紧六条螺栓22,使翅形对开半模6紧密闭合,之后将变径实心13插入模具底座8中间焊接的居中轴12上,然后将组件一17、组件二14、组件三16和组件四15连接并放入模具底座8中间的凹槽10 中,放置方式如附图5所示,并套在变径实心轴13外部,组合成一个圆柱形组合式中间轴 18,最后将环形卡箍26套在组合式中心轴18顶部,对准螺纹孔Ⅱ23,使用螺钉固定,岩心模具组装完成。
2.装填加压:将混拌均匀的砂料每次定量加入模具的圆环柱形空腔21中,分多次加压,根据所需的岩心长度灵活搭配使用岩心压块20,装填时要控制好每次的填砂量,目的是保证压实的均匀性。填装完成后开始加压,加压时将岩心模具放置在升降平台2上方,利用手压泵4驱动升降平台2不断上升,升降平台2不断抬升岩心模具直至岩心压块接触到加压平台3,借助加压平台施加的反作用力,岩心压块20不断挤压砂料,直至加压完成。然后卸压,取下岩心模具,利用拉杆将岩心压块20取出,然后继续填装原料,进行下一次加压。当完成最后一次填料后,持续加压一段时间后卸压。
3.岩心脱模:先拆去模具底座8,具体是:拆去连接的模具底座8和翅形对开半模6的四个螺钉10,然后调整闭合的翅形对开半模6与模具底座8的位置,由于模具底座8是通过其中间的居中轴12与组合式中心轴18连接,因此只需竖直向上提起模具,同时固定模具底座8边缘部位即可拆去;然后拆卸组合式中心轴18,具体方法是:使用扳手拆去翅形对开半模6上端和下端的四条螺栓22,中间的两条螺栓22松动即可,按照附图1所述组合式中心轴18的位置,组合式中心轴18的顶部如附图5所示,在顶部端面先行拆去环形卡箍26,然后使用顶杆27对准变径实心轴13顶端的顶出孔19,由顶部端面向底部端面的方向敲击即可,变径实心轴13利用自身逐渐变径的原理会自动退出圆柱形空间,然后利用相同的方法拆去组件一17和组件三16,组件一17为部分圆环体,在横向尺寸上,其上端尺寸小于下端尺寸,具有梯形结构,如主视图3a所示,组件一17会利用自身梯形结构,逐渐退出组合式中心轴所占据的圆柱形空间。当组件一17和组件三16拆去之后,其占据的空间空出,然后从两端横向推动组件二15和组件四14即可拆去,也可以调换组件的拆除顺序;最后拆去翅形对开半模6,具体方法是:使用橡皮锤等相对较软的物体,侧敲翅形对开半模6裸露在岩心之外的部位,使其与岩心分离。
4.模具清理:清理干净翅形对开半模6内壁残余的石英砂和胶,并刮去模具底座8上残余的胶和石英砂。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种组合式中心轴,其特征在于,包括变径实心轴和空心套杆,所述变径实心轴为一上细下粗的圆台状轴体,所述空心套杆为一两端外径相同,内径自上而下增大的圆环柱体,所述空心套杆套在变径实心轴外部组成组合式中心轴;所述空心套杆由组件一、组件二、组件三和组件四组合而成,所述组件一和组件三结构相同,组件二和组件四结构相同,均为两端外径相同,内径不同的部分圆环柱体,所述组件一、组件二、组件三和组件四按照内径相同端依次连接组成空心套杆;
所述组件一和组件三的主视图为一上窄下宽的梯形,所述组件二和组件四的主视图为一上宽下窄的梯形。
2.根据权利要求1所述的一种组合式中心轴,其特征在于,所述组合式中心轴的各个组件和变径实心轴由环形卡箍固定组合在一起,所述环形卡箍具体为一圆环,所述圆环上设有若干通孔,所述通孔和组件一、组件二、组件三、组件四顶端的螺纹孔Ⅱ相对应。
3.一种环形岩心模具,其特征在于,包括两个对开半模和权利要求1所述组合式中心轴,所述两个对开半模组成一圆柱形空腔,所述组合式中心轴设置在圆柱形空腔的中心;所述圆柱形空腔的下端连接模具底座,所述圆柱形空腔的上端设有环形压块,所述两个对开半模、组合式中心轴、模具底座和环形压块组成环形空腔。
4.根据权利要求3所述的一种环形岩心模具,其特征在于,所述对开半模为翅形对开半模,所述的翅形对开半模的外部是一多边形柱,内部是一半圆柱形腔体,其中多边形柱两边对称向外延伸加厚。
5.根据权利要求3所述的一种环形岩心模具,其特征在于,所述模具底座有固定卡紧组合式中心轴组件的凹槽,凹槽中间设有居中轴。
6.根据权利要求3所述的一种环形岩心模具,其特征在于,所述模具底座为四方形,在模具底座四个角的对应位置设有四个螺纹孔,使用螺钉通过螺纹孔来连接模具底座翅形对开半模。
7.根据权利要求3所述的一种环形岩心模具,其特征在于,所述岩心压块是环状金属柱体,所述岩心压块的内径比组合式中心轴外径大1mm,外径比环形空腔内径小1mm。
8.权利要求3所述的一种环形岩心模具的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将变径实心轴通过居中轴连接在模具底座中心,将组件一、组件二、组件三和组件四按照内径相同端依次连接,并放入模具底座上的凹槽中,组成空心套杆;
(2)将空心套杆套在变径实心轴外部,组合成一个圆柱形组合式中间轴;此时,模具底座、两个对开半模和组合式中心轴组成上端开口的圆环柱形空腔,空腔用于容纳岩心;岩心模具组装完成。
9.一种高加压强度下易脱模的环形岩心制备装置,其特征在于,包括加压装置、权利要求3所述岩心模具和支撑装置;
所述加压装置包括升降平台、驱动升降平台升降的手压泵和加压平台,所述岩心模具位于升降平台上,所述加压平台位于岩心模具的正上方;所述支撑装置包括底座、与底座连接的立柱,所述升降平台通过滑套沿立柱上下移动。
10.权利要求书9所述环形岩心制备装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将两个对开半模闭合,并固定在模具底座上,组成上端开口的圆柱形空腔;
(2)将变径实心轴通过居中轴连接在模具底座中心,将组件一、组件二、组件三和组件四按照内径相同端依次连接,并放入模具底座上的凹槽中,组成空心套杆;
(3)空心套杆套在变径实心轴外部,组合成一个圆柱形组合式中间轴;此时,模具底座、两个对开半模和组合式中心轴组成上端开口的圆环柱形空腔,空腔用于容纳岩心;岩心模具组装完成;
(4)将圆环柱形空腔内填装一定砂料后,使用环形岩心压块在顶部封堵空腔上端,将岩心模具放置在升降平台上,利用手压泵驱动升降平台上升,升降平台不断抬升模具直至模具上方的岩心压块接触到加压平台,利用加压平台施加的反作用力,岩心压块不断挤压岩心砂料,直至加压完成;
(5)岩心制作完成后,先拆去模具底座,然后拆卸组合式中心轴,具体方法是:将两个对开半模分开,除去组合式中心轴的环形卡箍,从变径实心轴顶端向底部方向敲击,变径实心轴利用自身逐渐变径的原理自动退出圆柱形空间;然后利用相同的方法拆去组件一和组件三,然后从两端横向推动,组件二和组件四即可拆去;
(6)清理对开半模内壁残余的石英砂和胶,并刮去模具底座上残余的胶和石英砂。
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