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专利号: 2020107740958
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种模拟局部脆性特征功能性压裂岩心制作与裂缝监测装置,其特征在于:这种模拟局部脆性特征功能性压裂岩心制作与裂缝监测装置包括岩心材料输入系统、多个压力加载系统、多孔隔板模具装置、压裂系统、γ-CT扫描装置(29),岩心材料输入系统由多个材料掺混装置(1)构成,多个材料掺混装置(1)均连接至多孔隔板模具装置,多孔隔板模具装置制作出来的岩心置于压裂系统的压裂装置(22)内,压裂时通过压裂监测系统(23)监测;

多孔隔板模具装置包括多孔隔板模具和多个施力装置(15),多孔隔板模具设置于模具滑道(20)上,多孔隔板模具由多块透明有机玻璃板(17)拼嵌组合而成,其底面置于模具滑道(20)上,其余透明有机玻璃板分别连接一个施力装置(15),每个施力装置(15)连接一个压力加载系统,施力装置(15)包括气体管道(27)、连接轴(28)、气驱伸缩杆(26)、减震垫(16),气体管道(27)连接气驱伸缩杆(26),气驱伸缩杆(26)末端连接减震垫(16),减震垫(16)连接透明有机玻璃板(17),施力装置(15)通过气驱伸缩杆(26)与减震垫(16)和透明有机玻璃板(17)牢牢连接,施力装置(15)沿施力装置滑道(24)边滑动边对相对应的透明有机玻璃板施力;透明有机玻璃板(17)内壁均匀设置注入孔(19),注入孔为螺纹孔,注入孔(19)呈阵列形式排布,相邻两行注入孔或相邻两列注入孔之间均有凹槽,透明有机玻璃板内壁沿对角线交叉的凹槽,制作岩心时,选择其中的凹槽安装粘合剂隔板(18),以制作出各种具有不同局部脆性特征和天然裂缝的岩心;

压裂系统包括压裂装置(22)、施压装置(30)、压裂监测系统(23),压裂装置(22)包括压裂支架,压裂支架具有一立板,立板一侧水平固定两根支撑杆,两根支撑杆与压裂支架座之间的空间为岩心压裂室(32),施压装置外壳与两根支撑杆滑动连接,制作好的岩心置于岩心压裂室(32)后,施压装置外壳滑动到立板处,将岩心封闭在施压装置(30)内,γ-CT扫描装置(29)为圆环状,环绕岩心压裂室(32),在压裂过程中,γ-CT扫描装置(29)发射γ射线,使粘合剂隔板(18)变为胶黏状粘合剂,完成岩心的胶结和裂缝的形成,模拟地下岩石胶结条件和裂缝条件,同时γ-CT扫描装置(29)对压裂过程进行扫描,检测观察裂缝及其扩展情况,描述多级裂缝的形成规律。

2.根据权利要求1所述的模拟局部脆性特征功能性压裂岩心制作与裂缝监测装置,其特征在于:所述的粘合剂隔板(18)由辐射型粘合剂加入荧光材料制作而成,辐射型粘合剂以丙烯酸丁酯作为原料,γ-CT扫描装置(29)选择100Ci的放射性同为素钴-60为放射源,钴

60衰变时产生γ射线,在γ射线作用下,丙烯酸丁酯发生聚合反应,并生产高分子粘合剂,完成岩心的胶结和裂缝的形成。

3.根据权利要求2所述的模拟局部脆性特征功能性压裂岩心制作与裂缝监测装置,其特征在于:所述的粘合剂隔板(18)的大小和形状任意设计, 通过改变粘合剂隔板的形状和排列,材料输送管线(9)接入注入孔(19)的不同,制作出具有不同局部脆性特征的岩心,并且岩心具有不同裂缝特征,通过改变粘合剂隔板(18)的大小形状和排列改变局部脆性特征和裂缝形态,通过改变多孔隔板模具大小、形状,改变岩心大小形状。

4.根据权利要求3所述的模拟局部脆性特征功能性压裂岩心制作与裂缝监测装置,其特征在于:所述的多孔隔板模具四周的两个透明有机玻璃木板间通过楔形固定板(25)连接,每个楔形固定板(25)连接一个推力杆,推力杆可以自行伸缩,可以自动加载到玻璃板的接合处。

5.根据权利要求4所述的模拟局部脆性特征功能性压裂岩心制作与裂缝监测装置,其特征在于:所述的压力加载系统包括气体储存罐(13)、压力控制机组(14)、压力监测系统(12),气体储存罐(13)通过气体传输管线(10)连接各施力装置(15),气体传输管线(10)上设置压力控制机组(14),气体储存罐出口处的气体传输管线上设置气体流量、压力控制阀(11),气体流量、压力控制阀(11)连接压力监测系统(12)。

6.根据权利要求5所述的模拟局部脆性特征功能性压裂岩心制作与裂缝监测装置,其特征在于:所述的材料掺混装置(1)包括岩心原料制作池(3)、原料搅拌机组(2)、流量控制阀(4)、搅拌器,搅拌器置于岩心原料制作池(3)中,流量控制阀(4)通过原料输送管线(5)连接岩心原料制作池(3),原料搅拌机组(2)通过传动系统(6)连接搅拌器,岩心原料制作池(3)通过材料输送管线(9)连接多孔隔板模具。