CN204632225U - 一种模拟一维岩芯的机械压实装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟一维岩芯的机械压实装置，属于石油领域。所述装置包括：底座、上支撑板、支撑柱、丝杠、转动件、上压板、砂管支撑板、砂管、砂管堵头、压杆及液压泵，使用时，通过所述砂管装入砂岩模型材料，通过所述上压板经所述压杆对所述砂岩模型材料上端施力，通过所述液压泵经所述砂管堵头为所述砂岩模型材料下端施力。本实用新型采用机械压实代替了人工压实，且所述装置可控制砂管内压实压力，故本实用新型具有压实均匀，压实效果好的优点。

Description

一种模拟一维岩芯的机械压实装置

技术领域

本实用新型涉及石油领域，特别涉及一种模拟一维岩芯的机械压实装置。

背景技术

在实验室内采用与真实砂岩地层条件相仿的砂岩模型，开展注水、气、化学剂驱替提高采收率实验得到的数据，对于制定油气田开发方案、开展油藏工程研究有重要意义。其中砂岩模型的制作是实验的关键环节。

目前砂岩模型的制作通常采用一定内径规格(如2.5cm、3.8cm等)且一定长度规格(如0.5米、1米等)的砂管，在砂管一端加装紧固堵头，将一定目数的石英砂洗涤、烘干、混合后，采用人工向岩芯管填砂压砸的方式压制砂岩模型，最后将砂管另一端加装紧固堵头。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

采用上述方式制作砂岩模型存在人工力量小，且不均匀的问题，导致制作出的岩芯模型指标稳定性差。当岩心管长度增加，或需压制的物理模型渗透率较低时，该方法缺陷更加明显。因此，需要发明一种模拟一维岩芯的机械压实装置，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的岩芯模型指标稳定性差的问题，本实用新型实施例提供了一种模拟一维岩芯的机械压实装置。所述技术方案如下：

一种模拟一维岩芯的机械压实装置，包括：底座、上支撑板、支撑柱、丝杠、转动件、上压板、砂管支撑板、砂管、砂管堵头、压杆及液压泵，

所述底座设置在所述模拟一维岩芯的机械压实装置底部，通过所述底座支撑所述支撑板及所述液压泵，

所述上支撑板与所述底座相对设置，所述上支撑板设有螺孔，通过所述上支撑板安装所述丝杠，

所述支撑柱固定设置在所述底座与所述上支撑板之间，通过所述支撑柱安装所述砂管支撑板，

所述转动件设置在所述上支撑板上方，所述转动件与所述丝杠一端相连，通过所述转动件带动所述丝杠旋转，所述丝杠另一端穿过所述螺孔并连接所述上压板，通过所述丝杠与所述螺孔啮合，带动所述上压板上下移动，

所述砂管支撑板设置在所述上压板下方，所述砂管支撑板安装在所述支撑柱上，所述砂管支撑板可相对所述支撑柱滑动，通过所述砂管支撑板安装所述砂管，

所述液压泵设置在所述底座上，通过所述液压泵施力，

使用时，所述砂管安装在所述砂管支撑板上，通过所述砂管装入砂岩模型材料，所述压杆一端伸入所述砂管，所述压杆另一端露出所述砂管，所述压杆的直径与所述砂管直径相匹配，通过所述上压板经所述压杆对所述砂岩模型材料上端施力，所述砂管堵头封堵在所述砂管底部，通过所述液压泵经所述砂管堵头为所述砂岩模型材料下端施力。

进一步地，所述模拟一维岩芯的机械压实装置还包括下压板，所述下压板设置在所述液压泵和所述砂管堵头之间，所述下压板可相对所述支撑柱滑动，通过所述下压板支撑所述砂管和所述砂管堵头。

可选地，所述下压板上设有凹槽，所述凹槽与所述砂管堵头形状相配。

可选地，所述上压板与所述下压板之间距离为30cm～80cm。

可选地，所述压杆的数量为多条，所述多条压杆中相邻两条压杆的长度差为5厘米。

可选地，所述压杆伸入所述砂管的长度大于所述压杆露出所述砂管的长度。

可选地，所述压杆的直径占所述砂管直径的75％—98％。

可选地，所述砂管支撑板设有U型开口，所述砂管卡在所述U型开口内。

进一步地，所述模拟一维岩芯的机械压实装置还包括压力计，所述压力计设置在所述液压泵上，通过所述压力计测量所述液压泵的压力。

进一步地，所述模拟一维岩芯的机械压实装置还包括橡胶垫，所述橡胶垫固定设置在所述底座下方。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型采用机械压实代替了人工压实，本实用新型通过所述上压板经所述压杆对所述砂岩模型材料上端施力，通过所述液压泵经所述砂管堵头为所述砂岩模型材料下端施力，进而压实砂管内的砂岩模型材料，具有压实均匀，压实效果好的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的模拟一维岩芯的机械压实装置的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本实用新型实施例提供的砂管支撑板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的丝杠与上压板的装配结构示意图。

图中各符号表示含义如下：

1 转动件，

2 上支撑板， 

3 上压板，

4 压杆，

5 砂管支撑板，51 U型开口，

6 凹槽，

7 下压板，

8 底座，

9 丝杠，

10 支撑柱，

11 砂管，

12 液压泵，

13 橡胶垫，

14 砂管堵头。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型提供了一种模拟一维岩芯的机械压实装置，包括：底座8、上支撑板2、支撑柱10、丝杠9、转动件1、上压板3、砂管支撑板5、砂管11、砂管堵头14、压杆4及液压泵12，

所述底座8设置在所述模拟一维岩芯的机械压实装置底部，通过所述底座8支撑所述支撑板及所述液压泵12，

所述上支撑板2与所述底座8相对设置，所述上支撑板2设有螺孔，通过所述上支撑板2安装所述丝杠，

所述支撑柱10固定设置在所述底座8与所述上支撑板2之间，通过所述支撑柱10安装所述砂管支撑板5，

所述转动件1设置在所述上支撑板2上方，所述转动件1与所述丝杠9一端相连，通过所述转动件1带动所述丝杠9旋转，所述丝杠9另一端穿过所述螺孔并连接所述上压板3(还可参见图4)，通过所述丝杠与所述螺孔啮合，带动所述上压板3上下移动，

所述砂管支撑板5设置在所述上压板3下方，所述砂管支撑板5安装在所述支撑柱10上，所述砂管支撑板5可相对所述支撑柱10滑动，通过所述砂管支撑板5安装所述砂管11，

所述液压泵12设置在所述底座8上，通过所述液压泵12施力，

使用时，所述砂管11安装在所述砂管支撑板5上，通过所述砂管11装入砂岩模型材料，所述压杆4一端伸入所述砂管11，所述压杆4另一端露出所述砂管11，所述压杆4的直径与所述砂管11直径相匹配，通过所述上压板3经所述压杆4对所述砂岩模型材料上端施力，所述砂管堵头14封堵在所述砂管11底部，通过所述液压泵12经所述砂管堵头14为所述砂岩模型材料下端施力。

如图1所示，所述模拟一维岩芯的机械压实装置的工作过程如下：

1)将所述需要压实的砂岩模型材料装入砂管11中，将所述压杆4放入所述砂管11中；

2)并用所述压杆4轻轻敲压所述砂岩模型材料两至三次，使得所述压杆4露出所述砂管11一段距离；

3)将所述砂管11固定在所述砂管支撑板5上；

4)通过所述液压泵12调整所述砂管11的水平高度位置；

5)转动所述转动件1，使所述上压板3向下移动，至压紧压杆4；

6)启动液压泵12使所述砂管11上升，当达到压力要求时，保持压力10至60秒；

7)拆卸时，将所述液压泵12的压力泄掉，所述砂管11下降，将所述压杆4取出，完成压实过程。

至此，完成一个工作循环。

本实用新型采用机械压实代替了人工压实，本实用新型通过所述上压板3经所述压杆4对所述砂岩模型材料上端施力，通过所述液压泵12经所述砂管堵头14为所述砂岩模型材料下端施力，通过所述压杆4和所述液压泵12的共同作用，能够使所述砂管11内的砂岩模型材料维持在一定压力一段时间，进而压实砂管11内的砂岩模型材料，从而将所述砂岩模型材料制造成型，因此本实用新型具有压实均匀，压实效果好的优点。

此外，本实用新型通过将所述液压泵12进行泄压，即可实现将所述砂管11迅速下降，从而方便所述压杆4的取出，故本实用新型具有结构简单，使用方便的优点。

如图1所示，本实施例中，所谓的所述砂管11安装在所述砂管支撑板5上，即所述砂管11卡置在所述砂管支撑板5上，更具体地是指通过所述砂管支撑板5实现所述砂管11径向定位，即所述砂管支撑板5能够使所述砂管11不会发生平移，且所述砂管11能够从所述砂管支撑板5上取下。通过上述结够，保证所述模拟一维岩芯的机械压实装置在压实过程中，能够固定所述砂管11的位置，在压实完成时，能够方便所述砂管11的取下。

如图1所示，本实施例中，所述模拟一维岩芯的机械压实装置还包括下压板7，所述下压板7设置在所述液压泵12和所述砂管堵头14之间，所述下压板7可相对所述支撑柱10滑动，通过所述下压板7支撑所述砂管11和所述砂管堵头14。

本实施例，通过所述下压板7的设置，能够使所述液压泵12的对所述砂管11的作用力更加均匀，减少产生偏差的可能。

如图1所示，本实施例中，所述下压板7上设有凹槽6，所述凹槽6与所述砂管堵头14形状相配。具体实施时，将所述砂管堵头14对准并放置在所述凹槽6中，通过所述凹槽6起到了限位和支撑作用，使得所述砂管11可准确对齐压杆4及液压泵12中的液压推杆。

具体实施时，参见图1，在所述砂管支撑板5上也设有一个凹槽(图中未绘出)，所述砂管支撑板5上的凹槽(图中未绘出)能够将所述砂管11按照所述砂管支撑板5的凹槽(图中未绘出)放置对正，从而使所述砂管11径向固定。本实施例中，所述砂管支撑板5上的凹槽(图中未绘出)与下压板7上的凹槽6起到了限位和支撑作用，通过它们达到更好的限位和支撑作用。

如图1所示，本实施例中，所述上压板3与所述下压板7之间距离为30cm～80cm。从而，可满足对长度30cm～70cm砂管11的装填。

如图2所示，本实施例中，所述支撑柱10的数目为四条。

当然，所述支撑柱10的数目还可以为两条或者三条或四条以上，只要满足所述支撑柱10的设计功能即可。

所述支撑柱10的目的：一是将所述上支撑板2进行固定，二是能够使所述上压板3、所述砂管支撑板5及所述下压板7沿所述支撑柱10上下移动，不会发生平移。

如图1所示，本实施例中，所述压杆4的数量为多条，所述多条压杆4中相邻两条压杆4的长度差为5厘米。

如图1所示，本实施例，通过多条压杆4，能够实现与不同长度的砂管11进行匹配。如果在所述砂岩模型材料被压紧后，体积缩小很多时，由于所述多条压杆4中相邻两条压杆4的长度差为5厘米，通过在压实过程中更换不同长度的压杆4，能进一步实现安全的压实过程。

更具体地，在进行压实过程时，只有一条压杆4在所述砂管11内工作。

如图1所示，本实施例中，所述压杆4伸入所述砂管11的长度大于所述压杆4露出所述砂管11的长度。通过上述结构，能够使所述压杆4在压实过程中，不会发生偏移，避免了由于压杆4偏移导致的所述砂管11管口损坏问题。

具体实施时，所述露出所述砂管11的所述压杆4的长度为5cm。

如图1所示，本实施例中，所述压杆4的直径占所述砂管11直径的75％—98％。

具体实施时，所述模拟一维岩芯的机械压实装置配有不同直径的压杆4，可实现对不同直径砂管11的压实，所述压杆4的直径在Φ20mm～Φ40mm之间，最高压实压力为30MPa。

如图3所示，本实施例中，所述砂管支撑板5设有U型开口51，所述砂管11卡在所述U型开口51内。

通过设置U型口不仅能够将所述砂管11进行径向固定，又方便所述砂管11在完成压实过程后取下，具体实施时，仅需要将所述砂管11下移一小段距离，就能实现将所述砂管11从所述砂管支撑板5上取下。

参见图1所示，本实施例中，所述模拟一维岩芯的机械压实装置还包括压力计，所述压力计设置在所述液压泵12上，通过所述压力计测量所述液压泵12的压力，增加了本实用新型的安全系数。

进一步地，如图1所示，所述模拟一维岩芯的机械压实装置还包括橡胶垫13，所述橡胶垫13固定设置在所述底座8下方。

具体实施时，通过螺丝将所述橡胶垫13分别固定在所述的底座8底部四角，防止在压实过程中发生滑移。

本实施例中，参见图1所示，所述的砂岩模型材料为石英砂。当然，根据其模拟的不同地层的情况，还可以选择其他的砂岩模型材料及其它们的组合，例如：粘土、玻璃、长石、方解石、石膏、磷灰石、橄榄石、云母、燧石等。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模拟一维岩芯的机械压实装置，其特征在于，所述装置包括：底座、上支撑板、支撑柱、丝杠、转动件、上压板、砂管支撑板、砂管、砂管堵头、压杆及液压泵，

所述底座设置在所述模拟一维岩芯的机械压实装置底部，通过所述底座支撑所述支撑板及所述液压泵，

所述上支撑板与所述底座相对设置，所述上支撑板设有螺孔，通过所述上支撑板安装所述丝杠，

所述支撑柱固定设置在所述底座与所述上支撑板之间，通过所述支撑柱安装所述砂管支撑板，

所述转动件设置在所述上支撑板上方，所述转动件与所述丝杠一端相连，通过所述转动件带动所述丝杠旋转，所述丝杠另一端穿过所述螺孔并连接所述上压板，通过所述丝杠与所述螺孔啮合，带动所述上压板上下移动，

所述砂管支撑板设置在所述上压板下方，所述砂管支撑板安装在所述支撑柱上，所述砂管支撑板可相对所述支撑柱滑动，通过所述砂管支撑板安装所述砂管，

所述液压泵设置在所述底座上，通过所述液压泵施力，

使用时，所述砂管安装在所述砂管支撑板上，通过所述砂管装入砂岩模型材料，所述压杆一端伸入所述砂管，所述压杆另一端露出所述砂管，所述压杆的直径与所述砂管直径相匹配，通过所述上压板经所述压杆对所述砂岩模型材料上端施力，所述砂管堵头封堵在所述砂管底部，通过所述液压泵经所述砂管堵头为所述砂岩模型材料下端施力。

2.根据权利要求1所述的模拟一维岩芯的机械压实装置，其特征在于，所述模拟一维岩芯的机械压实装置还包括下压板，所述下压板设置在所述液压泵和所述砂管堵头之间，所述下压板可相对所述支撑柱滑动，通过所述下压板支撑所述砂管和所述砂管堵头。

3.根据权利要求2所述的模拟一维岩芯的机械压实装置，其特征在于，所述下压板上设有凹槽，所述凹槽与所述砂管堵头形状相配。

4.根据权利要求2所述的模拟一维岩芯的机械压实装置，其特征在于，所述上压板与所述下压板之间距离为30cm～80cm。

5.根据权利要求1所述的模拟一维岩芯的机械压实装置，其特征在于，所述压杆的数量为多条，所述多条压杆中相邻两条压杆的长度差为5厘米。

6.根据权利要求1所述的模拟一维岩芯的机械压实装置，其特征在于，所述压杆伸入所述砂管的长度大于所述压杆露出所述砂管的长度。

7.根据权利要求1所述的模拟一维岩芯的机械压实装置，其特征在于，所述压杆的直径占所述砂管直径的75％—98％。

8.根据权利要求1所述的模拟一维岩芯的机械压实装置，其特征在于，所述砂管支撑板设有U型开口，所述砂管卡在所述U型开口内。

9.根据权利要求1所述的模拟一维岩芯的机械压实装置，其特征在于，所述模拟一维岩芯的机械压实装置还包括压力计，所述压力计设置在所述液压泵上，通过所述压力计测量所述液压泵的压力。

10.根据权利要求1-9任一项权利要求所述的模拟一维岩芯的机械压实装置，其特征在于，所述模拟一维岩芯的机械压实装置还包括橡胶垫，所述橡胶垫固定设置在所述底座下方。