CN111796003A - 一种岩心电阻率测量装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种岩心电阻率测量装置及其测量方法,涉及岩心电阻率测量技术领域,包括测量仪、固定框架、固定在固定框架上的压力加载装置与用于夹持岩心的上底座、下底座,上底座与下底座上均设置有用于固定岩心端部的凹槽,岩心端部与凹槽底面之间还依次层叠设置有压力传感器、电极片与用电解质溶液浸湿的海绵垫片,海绵垫片与岩心端部接触,压力传感器与电极片均与测量仪电连接;本发明中用电解质溶液浸湿的海绵垫片可以保证电极片与岩心之间良好的接触,防止电极片与岩心之间较大的接触电阻影响实验结果;并且通过设置海绵垫片,在安装时,海绵垫片能够起到缓冲的作用,防止安装时的冲击将压力传感器破坏。
Description
技术领域
本发明涉及岩心电阻率测量技术领域,特别是涉及一种岩心电阻率测量装置及其测量方法。
背景技术
随着矿产资源不断消耗,浅部的资源基本都被勘探和开发出来,目前矿产资源的勘探和开发向深部进行。电磁法勘探技术是深部矿产资源勘探的重要技术手段。电磁法勘探的技术前提是充分的掌握深部岩石的电阻率分布特征。通过钻孔取出岩心并进行电阻率参数测定是目前了解深部岩石电阻分布的主要方法。目前岩心电阻率主要测量方法是基于对称四极法,在常压下测量岩心的电阻率,但是岩心从地下深部取出来以后,所处的压力环境发生改变,测量出来的电阻率值难以代表地下深部岩石的真实电阻率。
因此,本发明提出了一种可实时加载压力的岩心电阻率测试仪,通过改变测量时的压力,达到了测量深部岩心真实电阻的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种岩心电阻率测量装置及其测量方法,以解决上述现有技术存在的问题,能够精确地测量岩心在不同轴压下的电阻率,并且结构更加简单,操作更加便利。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种岩心电阻率测量装置,包括测量仪、固定框架、固定在所述固定框架上的压力加载装置与用于夹持岩心的上底座、下底座,所述上底座固定在所述压力加载装置的活动端,所述下底座固定在一可调节活动部的端部,所述可调节活动部能够带动所述下底座进行轴向移动;所述上底座与所述下底座上均设置有用于固定岩心端部的凹槽,两所述凹槽同轴设置;
所述岩心端部与所述凹槽底面之间还依次层叠设置有压力传感器、电极片与用电解质溶液浸湿的海绵垫片,所述海绵垫片与所述岩心端部接触,所述压力传感器与所述电极片均与所述测量仪电连接。
优选的,所述上底座与所述压力加载装置的活动端采用连接螺栓进行连接,且所述上底座与所述压力加载装置的活动端同轴设置。
优选的,所述可调节活动部为一旋紧螺栓,所述旋紧螺栓以螺纹连接的方式固定在所述固定框架上。
优选的,所述压力加载装置为伸缩油缸。
优选的,所述电极片的材质为铜。
本发明还提供一种应用上述岩心电阻率测量装置实施的岩心电阻率测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、取样备用:选择圆柱状岩心,并打磨,打磨完成后将岩心在电解质溶液中浸泡,浸泡后测量岩心的长度和直径;
步骤二、安装试件:首先将电极片与测量仪连接;然后两片海绵垫片在电解质溶液中浸湿,分别安置在两所述电极片上,将岩心放置在下底座的凹槽中,调节旋紧螺栓,使岩心顶端被上底座压紧;
步骤三、加载轴压、开始测量:改变压力加载装置对岩心施加的压力,读取测量仪上显示的流经岩心的电流值与两所述电极片之间的电位差,根据电阻率计算公式得到不同轴压条件下的岩心的电阻率值;其中,L为岩心长度,r为岩心半径,I为流经岩心的电流值,ΔU为两所述电极片之间的电位差。
优选的,所述岩心在电解质溶液中浸泡时间至少为48h。
优选的,所述岩心的长度L不大于300mm,半径r不大于50mm。
优选的,所述电解质溶液为饱和硫酸铜溶液。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
1、本发明中用电解质溶液浸湿的海绵垫片可以保证电极片与岩心之间良好的接触,防止电极片与岩心之间较大的接触电阻影响实验结果;并且通过设置海绵垫片,在安装时,海绵垫片能够起到缓冲的作用,防止安装时的冲击将压力传感器破坏;
2、本发明中,压力传感器、电极片、海绵垫片三者层叠,一方面占用体积更小,使得结构更加紧凑,另一方面能够将力直接传递给岩心,测量更加精确;本发明通过在上底座与下底座上设置凹槽对岩心实现固定,固定结构更简单,安装过程也更加方便;
3、本发明中上底座与压力加载装置的活动端采用连接螺栓进行连接,能够更方便地对具有不同凹槽尺寸的上底座进行更换,从而对更多尺寸的岩心进行电阻率的测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为图1的局部放大图;
其中,1、固定框架;2、压力加载装置;3、岩心;4、上底座;5、下底座;6、可调节活动部;7、凹槽;8、压力传感器;9、电极片;10、海绵垫片;11、进油孔;12、活塞。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种岩心电阻率测量装置及其测量方法,以解决上述现有技术存在的问题,能够精确地测量岩心在不同轴压下的电阻率,并且结构更加简单,操作更加便利。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1:
如图1~图2所示,本实施例提供一种岩心3电阻率测量装置,包括测量仪、固定框架1、固定在固定框架1上的压力加载装置2与用于夹持岩心3的上底座4、下底座5,上底座4固定在压力加载装置2的活动端,下底座5固定在一可调节活动部6的端部,上底座4与下底座5上均设置有用于固定岩心3端部的凹槽7,两凹槽7同轴设置;
岩心3端部与凹槽7底面之间还依次层叠设置有压力传感器8、电极片9与用电解质溶液浸湿的海绵垫片10,海绵垫片10与岩心3端部接触,压力传感器8与电极片9均与测量仪电连接;具体的出线孔的位置与电连接方式本领域技术人员所熟知的,因此,本实施例中并未进行赘述。
测试过程,将岩心3夹持在上底座4与下底座5之间,通过改变压力加载装置2的加载压力,测量仪能够测量出不同轴压下的两电极片9之间的电位差与流经岩心3的电流值,根据公式能够测得岩心3在不同轴压下的电导率。
本实施例中压力传感器8、电极片9用于将测得的压力数据传输、电流电位数据给测量仪,用电解质溶液浸湿的海绵垫片10具有较强的导电性,可以保证电极片9与岩心3之间良好的接触,防止电极片9与岩心3之间较大的接触电阻影响实验结果。
本实施例通过设置海绵垫片10,在安装时,海绵垫片10由于具有较强的弹性变形能力能够起到缓冲的作用,防止安装时的冲击将压力传感器8破坏;并且压力传感器8、电极片9、海绵垫片10三者层叠,一方面占用体积更小,使得结构更加紧凑,另一方面能够将力直接传递给岩心3,测量更加精确。
本实施例通过在上底座4与下底座5上设置凹槽7对岩心3实现固定,固定结构更简单,安装过程也更加方便。
进一步的,上底座4与压力加载装置2的活动端采用连接螺栓进行连接,能够更方便地对具有不同凹槽7尺寸的上底座4进行更换,从而对更多尺寸的岩心3进行电阻率的测量;且上底座4与压力加载装置2的活动端同轴设置,使得力是均匀、轴向的施加在上底座4上,保证测量的准确性。
本实施例中,可调节活动部6为旋紧螺栓。
本实施例中,压力加载装置2为伸缩油缸,伸缩油缸上具有进油孔11,活塞12通过连接螺栓连接上底座4。伸缩油缸伸缩平缓,能够对压力实现精确控制。
本实施例中,电极片9的材质为铜,厚度为3mm~5mm;当然采用其他导电性优良的电极片9也是可行的。
实施例2:
本实施例提供一种应用上述岩心电阻率测量装置实施的岩心电阻率测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、取样备用:选择圆柱状岩心3,并打磨,打磨完成后将岩心3在电解质溶液中浸泡,浸泡后测量岩心3的长度和直径;
步骤二、安装试件:首先将电极片9与测量仪连接;然后两片海绵垫片10在电解质溶液中浸湿,分别安装在两电极片9上,将岩心3放置在下底座5的凹槽7中,调节旋紧螺栓,使岩心3顶端被上底座4压紧;
步骤三、加载轴压、开始测量:改变压力加载装置2对岩心3施加的压力,读取测量仪上显示的流经岩心3的电流值与两电极片9之间的电位差,根据电阻率计算公式得到不同轴压条件下的岩心3的电阻率值;其中,L为岩心3长度,r为岩心3半径,I为流经岩心3的电流值,ΔU为两电极片9之间的电位差。
由于地壳中岩石大部分都是地下水环境中,因此在测量之前,需要将岩心在水中充分浸泡,模拟实际的含水情况,为了保证充分浸泡,本实施例中岩心3在电解质溶液中浸泡时间至少为48h。
进一步的,为了保证岩心3能够在规定时间内完全渗透,保证测量的准确性和便利性,本实施例中岩心3的长度L不大于300mm,半径r不大于50mm。
进一步的,电解质溶液为饱和硫酸铜溶液,当然也可以用其他饱和电解质溶液。
根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内.
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种岩心电阻率测量装置,其特征在于,包括测量仪、固定框架、固定在所述固定框架上的压力加载装置与用于夹持岩心的上底座、下底座,所述上底座固定在所述压力加载装置的活动端,所述下底座固定在一可调节活动部的端部,所述可调节活动部能够带动所述下底座进行轴向移动;所述上底座与所述下底座上均设置有用于固定岩心端部的凹槽,两所述凹槽同轴设置;
所述岩心端部与所述凹槽底面之间还依次层叠设置有压力传感器、电极片与用电解质溶液浸湿的海绵垫片,所述海绵垫片与所述岩心端部接触,所述压力传感器与所述电极片均与所述测量仪电连接。
2.根据权利要求1所述的岩心电阻率测量装置,其特征在于,所述上底座与所述压力加载装置的活动端采用连接螺栓进行连接,且所述上底座与所述压力加载装置的活动端同轴设置。
3.根据权利要求1所述的岩心电阻率测量装置,其特征在于,所述可调节活动部为一旋紧螺栓,所述旋紧螺栓以螺纹连接的方式固定在所述固定框架上。
4.根据权利要求1所述的岩心电阻率测量装置,其特征在于,所述压力加载装置为伸缩油缸。
5.根据权利要求1所述的岩心电阻率测量装置,其特征在于,所述电极片的材质为铜。
6.一种应用权利要求1-5任意一项所述的岩心电阻率测量装置实施的岩心电阻率测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、取样备用:选择圆柱状岩心,并打磨,打磨完成后将岩心在电解质溶液中浸泡,浸泡后测量岩心的长度和直径;
步骤二、安装试件:首先将电极片与测量仪连接;然后两片海绵垫片在电解质溶液中浸湿,分别安置在两所述电极片上,将岩心放置在下底座的凹槽中,调节旋紧螺栓,使岩心顶端被上底座压紧;
7.根据权利要求6所述的岩心电阻率测量方法,其特征在于,所述岩心在电解质溶液中浸泡时间至少为48h。
8.根据权利要求6所述的岩心电阻率测量方法,其特征在于,所述岩心的长度L不大于300mm,半径r不大于50mm。
9.根据权利要求6所述的岩心电阻率测量方法,其特征在于,所述电解质溶液为饱和硫酸铜溶液。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201020 |