CN2909257Y - 高温高压智能型膨胀性测试仪 - Google Patents

Abstract

一种高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，该测试仪包括测试容器、测量装置、与测试容器连通的测试液注入装置以及数据读取装置，测量装置包括与数据读取装置连接的传感器、压片以及连接在传感器与压片之间的测试杆，压片上包括至少一个浸液孔，测试容器包括容器主体、分别位于容器主体两端的上盖和下盖、以及固定在下盖表面上的料杯。本实用新型提供的高温高压智能型膨胀性测试仪不仅能够真实合理地模拟实际的地层条件，而且具有适用范围广，测量数据准确性高，可同时完成多个样品的测试工作等优点。同时整体测试仪结构简化，便于装配，制造成本低。

Description

高温高压智能型膨胀性测试仪

技术领域

本实用新型涉及石油勘探开发和工程地质施工领域，更具体地说，涉及一种高温高压智能型膨胀性测试仪。

背景技术

在石油勘探开发和工程地质施工过程中，在室内模拟实际地层条件下的温度和压力等，对粘土的膨胀性能及防膨剂的防膨效果进行测试是极为重要的。目前，国内外现有的膨胀性测试仪分为常温常压和高温高压两类。由于常温常压膨胀性测试仪不能模拟实际地层条件下的温度和压力，实验结果不能真实地反映实际地层条件下粘土矿物的膨胀情况，因此目前广泛使用的是高温高压膨胀性测试仪。

高温高压膨胀性测试仪分为压力平衡式和非接触式两种。这两种测试仪虽然都能够模拟实际地层条件，但是各自也都存在着一定的缺陷。其中，压力平衡式高温高压膨胀性测试仪由于采用常规的线性位移传感器，因此为了保证测试杆与位移传感器之间有效密封，以防止高温高压液体进入传感器内部，必须使用多个密封圈，因而造成测试杆摩擦阻力较大，进而严重影响测试数据的准确性。非接触式高温高压膨胀性测试仪由于采用非接触式位移传感器，因此消除了摩擦阻力对测试数据的影响。但同时也存在着缺陷：一是非接触式位移传感器的测试范围为2-10毫米，最佳测试膨胀高度为4毫米，因此限制了被测样品的厚度和膨胀量，对于膨胀量大于10毫米的样品则无法测试。二是非接触式传感器的最高工作温度为125℃，最高工作压力为10Mpa，因此限制了模拟地层压力温度条件的范围，从而限制了该种膨胀仪的使用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种不仅能够真实模拟实际地层条件，而且结构简单、适用范围广的高温高压智能型膨胀性测试仪。

本实用新型提供的高温高压智能型膨胀性测试仪包括测试容器1、测量装置2、与测试容器1连通的测试液注入装置3以及数据读取装置4，测量装置2包括与数据读取装置4连接的传感器5、压片6以及连接在传感器5与压片6之间的测试杆7，压片6上包括至少一个浸液孔23，测试容器1包括容器主体8、分别位于容器主体8两端的上盖9和下盖10、以及固定在下盖10表面上的料杯11。

本实用新型提供的高温高压智能型膨胀性测试仪不仅能够真实合理地模拟实际的地层条件对粘土的膨胀性进行测试，而且由于所提供的测试容器结构简单，容器主体与上盖和下盖能够很容易地制造，而且可以方便地实现装配和拆卸，以便于使用和更换，因此也使得整体测试仪结构简化，便于装配，同时降低了制造成本。此外，所采用的传感器不仅适用的测试范围广，而且由于不必保证测试杆与传感器之间的有效密封，因此避免了测试杆所受摩擦阻力对测试数据的影响，进而能够确保测试数据的准确性。而且，由于该测试仪可同时安装两个以上独立的测试系统，所以可同时完成多个样品的测试工作，或同时进行多种不同样品间的对比实验，因此大大提高了实验效率，减轻了实验人员的劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型提供的高温高压智能型膨胀性测试仪的结构示意图；

图2为本实用新型提供的高温高压智能型膨胀性测试仪的一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型提供的高温高压智能型膨胀性测试仪包括测试容器1、测量装置2、测试液注入装置3以及数据读取装置4，如图1所示。

其中，所述测试容器1包括容器主体8、分别位于容器主体8两端的上盖9和下盖10、以及位于下盖10的面朝测试容器内部的表面上的料杯11。测试容器1整体可以根据需要制成各种轮廓形状，如圆柱体形状、四方体形状等，优选为圆柱体形状。上盖9可以与容器主体8形成一体，或者也可以单独形成，然后再装配到容器主体8上，优选地，上盖9单独形成，然后再通过各种方式，如螺纹连接装配到容器主体8上。上盖9上包括孔，优选位于其中心，用于安装测量装置2的传感器5。下盖10可以与容器主体8形成一体，或者也可单独形成，然后再与容器主体8装配在一起，优选地，下盖10单独形成，然后再通过各种方式，如螺纹连接装配到容器主体8上。位于下盖10的面朝测试容器内部的表面上的料杯11根据需要可以为各种形状，如圆筒状、柱状等，以得到各种形状的样块。料杯11可以与下盖10形成一体，或者也可单独形成，然后再装配到下盖10上，优选地，料杯11单独形成，然后再通过各种方式，如螺纹连接装配到下盖10上，例如，可以在下盖10上设置凸起21，料杯11单独形成后通过螺纹连接装配到下盖10的凸起21上。优选情况下，如图2所示，所述下盖10的凸起21上包括至少一个连通料杯11内部和测试容器1内部的浸液孔22，用于使测试容器1内的测试液从样块底部浸入样块中，因此优选地，所述浸液孔22为多个且均匀分布于下盖10的凸起21上，根据需要所述浸液孔可以为多种结构和形状。

所述测量装置2包括传感器5、压片6以及连接在传感器5与压片6之间的测试杆7。传感器5可以根据需要使用本领域公知的各种传感器，优选采用各种位移传感器，如线性位移传感器、非接触式位移传感器等，更优选地，采用具有耐高温高压特性且能够防水的线性位移传感器，如北京京海泉传感科技有限公司生产的THGA-25型线性位移传感器。传感器5安装在测试容器1的上盖9上，从而使得与传感器5相连的测试杆7以及压片6伸入到测试容器1中。在仪器装配好后，所述压片6位于料杯11中并与料杯中由样土压制成的样块表面最大程度地接触，因此压片6形成为与测试容器1中的料杯11相配合的形状。此外，压片6上还包括至少一个浸液孔23，用于使测试容器1内的测试液从样块顶部浸入样块中，因此优选地，所述浸液孔23为多个且均匀分布于压片6上。传感器5与测试杆7之间可以通过本领域公知的各种方式实现连接，并且由于优选的传感器具有耐高温高压特性且能够防水，因此无需保证传感器与测试杆连接处的密封，从而消除了测试杆的摩擦阻力，使得测试数据更为准确。而测试杆7与压片6可以形成一体，或者也可以单独形成，然后再装配到压片6上，优选地，测试杆7与压片6分别单独形成，然后再通过各种方式，如螺纹连接装配在一起。

所述测试液注入装置3与测试容器1相连通，用于以一定的压力将测试液注入测试容器1中，因此该测试液注入装置3可以根据不同的需要选用各种本领域技术人员公知的能够以一定压力注射液体的装置。优选情况下，所述测试液注入装置3包括通过管线与测试容器1连通的测试液存储器12以及与该存储器连接的供压装置13。供压装置13用于向测试液存储器12提供预定的压力，以模拟实际地层的压力条件，因此供压装置13可以采用本领域公知的各种能够提供预定压力的装置，如气源、气缸等。

优选情况下，为了控制测试液的流入和流出，所述连接测试液存储器12和测试容器1的管线上安装有节流阀14，所述连接测试液存储器12和测试容器1的管线的分支上安装有放液阀15。当节流阀14打开时，测试液向测试容器1的流动被截断，当节流阀14关闭时，测试液向测试容器1流动。当放液阀15打开时，可以将管线中的测试液排出。

所述数据读取装置4与测量装置2的传感器5相连接，用于显示所测出的位移数据，并且如本领域技术人员所公知的，既可以采用普通机械式，如百分表，也可以采用电子式。优选情况下，所述数据读取装置4包括顺序电连接的信号放大板16、数据采集板17以及计算机18。因此当料杯11中的样块水化膨胀，推动压片6及测试杆7发生位移时，传感器5输出的电压发生变化，该信号通过信号放大板16传输到数据采集板17进行数模转换，然后通过计算机18显示测量结果。更优选地，所测量的结果还可以通过与计算机18电连接的输出设备输出。

优选情况下，所述高温高压智能型膨胀性测试仪还包括套装在测试容器1外面的加热器20，用于对测试容器1进行加热，以模拟实际地层的温度条件。该加热器20可以根据需要选用本领域公知的各种能够实现加热功能的装置。

下面，对本实用新型提供的高温高压智能型膨胀性测试仪的操作过程进行描述。首先，在将测试容器1的下盖10装配到容器主体8上之前，先将料杯11安装到另外制造的底座上，该底座相对于下盖10较为平整，以便于压制样块，然后将适量样土装入料杯11中，将料杯11中的样土压制成所需的样块19。之后，从底座上卸下料杯11，将料杯11装配到下盖10上，并将下盖10从测试容器1的底部装配到容器主体8上，从而完成测试容器1的装配。此时，连接在测试杆7一端的压片6容纳到料杯11中并与料杯11中的样块19的上表面充分接触。然后，打开节流阀14并关闭放液阀15，向测试液存储器12中注入测试液。接着，关闭节流阀14，通过供压装置13向测试液存储器12提供实验所规定的压力，以使测试液进入测试容器1内，同时打开加热器20对测试容器1进行加热，从而真实模拟实际地层的压力和温度。此时，在压力作用下，通过管线流入测试容器1内的测试液可通过压片6以及下盖10的凸起21上的浸液孔分别从样块的顶部和底部浸入样块19中，使其发生膨胀。当压片6及测试杆7因样块19的膨胀而发生位移时，传感器5输出的电压发生变化，该信号通过信号放大板16传输到数据采集板17进行数模转换，然后通过计算机18显示出测量结果，或者还可以利用输出设备输出该结果。

最后需要说明的是，本实用新型所提供的高温高压智能型膨胀性测试仪还可以同时安装两个以上独立的测试系统，因此可以同时完成多个样品的测试工作，或同时进行多种不同样品间的对比实验，因而大大提高了实验效率，减轻了实验人员的劳动强度。

Claims (11)

1.一种高温高压智能型膨胀性测试仪，其特征在于，该测试仪包括测试容器(1)、测量装置(2)、与测试容器(1)连通的测试液注入装置(3)以及数据读取装置(4)，测量装置(2)包括与数据读取装置(4)连接的传感器(5)、压片(6)以及连接在传感器(5)与压片(6)之间的测试杆(7)，压片(6)上包括至少一个浸液孔(23)，测试容器(1)包括容器主体(8)、分别位于容器主体(8)两端的上盖(9)和下盖(10)、以及固定在下盖(10)表面上的料杯(11)。

2.根据权利要求1所述的高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，传感器(5)固定在测试容器(1)的上盖(9)上。

3.根据权利要求1所述的高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，所述下盖(10)通过螺纹连接装配到容器主体(8)上。

4.根据权利要求1所述的高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，所述下盖(10)上包括凸起(21)，料杯(11)通过螺纹连接装配到下盖(10)的凸起(21)上。

5.根据权利要求4所述的高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，所述下盖(10)的凸起(21)上包括至少一个连通料杯(11)内部和测试容器(1)内部的浸液孔(22)。

6.根据权利要求1所述的高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，所述传感器(5)为THGA-25型线性位移传感器。

7.根据权利要求1所述的高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，所述测试液注入装置(3)包括通过管线与测试容器(1)连通的测试液存储器(12)以及与该存储器(12)连接的供压装置(13)。

8.根据权利要求7所述的高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，所述连接测试液存储器(12)和测试容器(1)的管线上安装节流阀(14)。

9.根据权利要求7所述的高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，所述连接测试液存储器(12)和测试容器(1)的管线的分支上安装放液阀(15)。

10.根据权利要求1所述的高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，所述数据读取装置(4)包括顺序电连接的信号放大板(16)、数据采集板(17)以及计算机(18)，信号放大板(16)与传感器(5)电连接。

11.根据权利要求1所述的高温高压智能型膨胀性测试仪，其中，所述测试仪还包括套装在测试容器(1)外面的加热器(20)。

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