CN209148501U - 一种围压-温度作用下测试岩石Biot系数实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于测试岩石Biot系数实验器械技术领域,公开了一种围压‑温度作用下测试岩石Biot系数实验装置,设置有:高压储气瓶;高压储气瓶通过气管与第一阀门连接,第一阀门通过气管与低压储气瓶连接,低压储气瓶通过气管与第二阀门连接;低压储气瓶通过气管与气压计和第三阀门连接,第三阀门通过气管与第四阀门、第五阀门,第四阀门、第五阀门通过气管与压力室连接;压力室放置在恒温箱,压力室放置有岩样,岩样侧面粘贴有4枚应变片,横向纵向各两枚,应变片通过导线与LabVIEW应变测试模块连接,LabVIEW应变测试模块通过导线与计算机连接。本实用新型可以自动采集数据,高围压高精度。
Description
技术领域
本实用新型属于测试岩石Biot系数实验器械技术领域,尤其涉及一种围压-温度作用下测试岩石Biot系数实验装置。
背景技术
目前,业内常用的现有技术是这样的:
岩石的Biot系数是反映岩石多孔介质性质的一个重要参数。目前常用的测试方法有Cross-plotting法、排水试验法和声波动态法等,其中排水试验法采用的实验装置与本实验装置相近。
综上所述,现有技术存在的问题是:
现有的实验装置和方法测试岩石的Biot系数一般测试值波动较大,精度不高,对于渗透性较小孔隙率较低的致密岩石,上述方法的局限性使得试验难以实现。其他相近的采用压力室的测试装置对于试验条件都比较单一,没有考虑到在温度作用下的Biot系数的测试。
解决上述技术问题的意义:
本实验装置,采用惰性气体施加孔隙压力,对于低渗低孔隙率致密岩石同样适用;采用高精度气压计和围压伺服仪,测量精度高;采用应变片和LabVIEW应变测试模块测试试样变形,结果更直接有效;另外,本装置可以测试岩石在不同围压-温度共同作用下Biot系数的演变。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题,本实用新型提供了一种围压-温度作用下测试岩石Biot系数实验装置。
本实用新型是这样实现的,一种围压-温度作用下测试岩石Biot系数实验装置设置有:
高压储气瓶;
高压储气瓶通过气管与第一阀门连接,第一阀门通过气管与低压储气瓶连接,低压储气瓶通过气管与第二阀门连接;
低压储气瓶通过气管与气压计和第三阀门连接,第三阀门通过气管与第四阀门、第五阀门,第四阀门、第五阀门通过气管与压力室连接,压力室放置在恒温箱,压力室放置有岩样,岩样侧面粘贴有四枚应变片,横向纵向各两枚,应变片通过导线与LabVIEW应变测试模块连接,LabVIEW应变测试模块通过导线与计算机连接。
进一步,所述岩样外包裹橡胶套筒并用钢圈固定密封。
进一步,所述围压伺服泵通过导管与压力室连接,压力室充满压力油,用螺杆和螺母固定。
进一步,所述压力室通过螺栓固定有温度传感器。
综上所述,本发明的优点及积极效果为:
本实用新型测试岩石范围广泛,包括致密低孔隙率岩石。
本实用新型用的岩样可以为原样,也可以为受力或高温处理后内部出现裂隙岩样。
本实用新型用的试验温度可以为20-90℃之间。
本实用新型用的高围压高精度,最高可达60MPa,精度±0.1MPa。
本实用新型用可以自动采集数据。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的围压-温度作用下测试岩石Biot系数实验装置结构示意图。
图中:1、高压储气瓶;2、低压储气瓶;3、气压计;4、围压伺服泵;5、温度传感器;6、压力室;7、恒温箱;8、计算机;9、LabVIEW应变测试模块;10、第一阀门;11、第二阀门;12、第三阀门;13、第四阀门;14、第五阀门。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。
如图1所示,本实用新型实施例提供的围压-温度作用下测试岩石Biot系数实验装置包括:高压储气瓶1、低压储气瓶2、气压计3、围压伺服泵4、温度传感器5、压力室6、恒温箱7、计算机8、LabVIEW应变测试模块9、第一阀门10、第二阀门11、第三阀门12、第四阀门13、第五阀门14。
高压储气瓶1通过气管与第一阀门10连接,第一阀门10通过气管与低压储气瓶2连接,低压储气瓶2通过气管与第二阀门11连接,低压储气瓶2通过气管与气压计3和第三阀门12连接,第三阀门12通过气管与第四阀门13、第五阀门14,第四阀门13、第五阀门14通过气管与压力室6连接,围压伺服泵4通过导管与压力室6连接,压力室6充满压力油,螺杆和螺母固定,压力室6放置在恒温箱7,压力室6放置有岩样,岩样侧面粘贴应变片4枚,横向纵向各两枚,岩样外包裹橡胶套筒并用钢圈固定密封,应变片通过导线与LabVIEW应变测试模块9连接,压力室6通过螺栓固定有温度传感器5,LabVIEW应变测试模块9通过导线与计算机8连接。
下面结合具体实验对本实用新型的结构作进一步的描述。
步骤一,岩样制备,岩样尺寸高径比一般为2:1,岩样直径可为20,37,50,65mm,对应使用不同尺寸的围压室;
步骤二,应变片粘贴,岩样侧面粘贴应变片4枚,横向纵向各两枚;
步骤三,岩样安装,岩样外包裹橡胶套筒并用钢圈固定密封,应变片接线和应变采集器接线相接;
步骤四,压力室安装,压力室内充满压力油,用螺杆和螺母固定,并置于恒温箱中;
步骤五,温度设定,设置恒温箱为试验要求温度,恒温箱加热,通过温度传感器可以得知压力室内油温,保持足够长的时间以保证岩样达到试验要求温度;
步骤六,加载围压,使用围压伺服泵(精度0.1MPa)加载至试验要求围压值Pc1,并保持一定时间以使油温和围压稳定。此时通过LabVIEW应变测试模块和计算机记录相应应变并计算体应变值ε1;
步骤七,卸载部分围压,通过围压伺服泵卸载部分围压至Pc2,记录相应应变并计算体应变值ε2;
步骤八,重新加载,重新加载围压至Pc1,记录相应应变并计算体应变值ε3。
步骤九,加载孔隙压力,加载前岩样内孔隙压力Pi1=0,加载前所有阀门均处于关闭状态,缓慢打开第一阀门,使高压储气罐中惰性气体(通常选择氩气)流入低压储气罐中,通过气压计(精度为0.1kPa)可读出低压储气罐内气压,关闭第一阀门,缓慢打开第二阀门使气压降至略大于ΔPc=Pc1-Pc2,注入岩样气压记为Pi2(注意:Pi2不可以大于围压Pc1),关闭第二阀门,依次打开第三阀门,第四阀门和第五阀门,从试件两端同时加载相同的孔隙压力Pi2,再次调节第一阀门和第二阀门使得Pi2=ΔPi=ΔPc。视岩样渗透性大小保持足够的时间,以保证岩样内部均达到一致的孔隙压力,记录相应应变并计算体应变值ε4;
步骤十,计算Biot系数,此时Biot系数b=(ε4-ε3)/(ε2-ε1);
本实用新型的工作原理为:
将岩样置于压力室中,压力室置于恒温箱内,在不同围压和温度作用下,使用惰性气体对岩样内部施加孔隙压力,通过记录岩样变形计算岩石的Biot系数。在步骤六和步骤七中,可以得到岩石的体积模量Kb=ΔPc/Δε=(Pc1-Pc2)/(ε2-ε1),在步骤八和步骤九中,可以得到岩石的固体骨架变形模量H=ΔPi/Δε=(Pi1-Pi2)/(ε4-ε3),因此处ΔPc=ΔPi,根据有效应力原理,可以得到Biot系数b=Kb/H=(ε4-ε3)/(ε2-ε1)。在同一温度作用下,改变围压Pc1的大小并保持ΔPc=ΔPi不变,可以得出同一温度不同围压作用下Biot系数的演变情况;改变试验温度,重复以上步骤,可以得到岩样在围压-温度共同作用下Biot系数的演变规律。
以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种围压-温度作用下测试岩石Biot系数实验装置,其特征在于,所述的围压-温度作用下测试岩石Biot系数实验装置设置有:
高压储气瓶;
高压储气瓶通过气管与第一阀门连接,第一阀门通过气管与低压储气瓶连接,低压储气瓶通过气管与第二阀门连接;
低压储气瓶通过气管与气压计和第三阀门连接,第三阀门通过气管与第四阀门、第五阀门,第四阀门、第五阀门通过气管与压力室连接;
压力室放置在恒温箱,压力室放置有岩样,岩样侧面粘贴有4枚应变片,横向纵向各两枚,应变片通过导线与LabVIEW应变测试模块连接,LabVIEW应变测试模块通过导线与计算机连接;
围压伺服泵通过导管与压力室连接,压力室充满压力油,用螺杆和螺母固定。
2.如权利要求1所述的围压-温度作用下测试岩石Biot系数实验装置,其特征在于,所述岩样外包裹橡胶套筒并用钢圈固定密封。
3.如权利要求1所述的围压-温度作用下测试岩石Biot系数实验装置,其特征在于,所述压力室通过螺栓固定有温度传感器。
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CN114076820A (zh) * | 2020-08-13 | 2022-02-22 | 中国石油天然气集团有限公司 | 测量水泥石Biot系数的试验方法 |
CN116429663A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-07-14 | 太原理工大学 | 一种测量煤岩介质中氡气渗流速率的装置及方法 |
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CN114076820A (zh) * | 2020-08-13 | 2022-02-22 | 中国石油天然气集团有限公司 | 测量水泥石Biot系数的试验方法 |
CN112903740A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 中国石油大学(华东) | 一种测量围压下岩石热膨胀系数的装置及方法 |
CN116429663A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-07-14 | 太原理工大学 | 一种测量煤岩介质中氡气渗流速率的装置及方法 |
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