一種可視化巖心夾持器微觀試驗模型的製作方法
2023-10-09 07:13:24 1
本發明涉及油氣勘探開發領域，尤其涉及一種可視化巖心夾持器微觀試驗模型。
背景技術：
為了模擬實際地層埋藏成巖過程中，壓實作用下儲層物性參數的連續變化情況，利用不同的現代沉積物樣品，對砂巖機械壓實作用模擬實驗是一種主要途徑，其中巖心夾持器是實驗過程中必不可少的部件。現有的巖心夾持器大多由外殼、橡膠筒、巖心左頂頭、巖心右頂頭、左固定套筒、右固定套筒、左緊固套筒、右緊固套筒和固定支架構成。
如中國專利號201310055332.5所述的一種煤層氣儲層巖樣可視化巖心夾持器，其特徵在於，該煤層氣儲層巖樣可視化巖 心夾持器包括 ：壓板、壓蓋、墊板、藍寶石玻璃、襯板、巖心室、雙頭螺栓 ； 所述墊板設置在所述壓板與藍寶石玻璃之間；所述墊板和藍寶石玻璃的外圍設置有兩個所述襯板，一個襯板位於壓板下端，另一個位於所述壓蓋上端 ；所述壓蓋中設置有所述巖 心室，所述巖心室位於所述藍寶石玻璃的下方，所述壓板通過所述雙頭螺栓與所述壓蓋固定連接。該煤層氣儲層巖樣可視化巖心夾持器採用的巖心厚度較大不利於觀察效果，且由於壓緊效果和密封效果存在巨大問題，導致流體或者氣體在通過巖心的時候從巖心與巖心夾持器之間的縫隙流過，無法穿過巖心，導致無法精確的觀察到流體或氣體對巖心的真實作用情況。
一般的整個夾持器及內部部件均為圓柱筒體，為了便於在觀察巖心在模擬現場採油氣狀況，試驗時採用的大多是厚度較厚的巖心且只能通過測量巖心的數據得出部分結論，對於在試驗中由入口加入流體或氣體對巖心的實際作用狀態卻無法觀察到且一般的由於巖心厚度較厚無法觀察到細緻的內部作用情況，因此為了更加直觀的觀察到流體或氣體對巖心的作用狀況需要設計一種可視化巖心夾持器微觀試驗模型，且需要採用的巖心厚度更加輕薄化，便於觀察內部作用情況。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種可視化巖心夾持器微觀試驗模型；能夠解決可視化巖心夾持器密封性和壓緊力不夠導致的流體或氣體無法穿過巖心準確作用於巖心的問題。
為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種可視化巖心夾持器微觀試驗模型，其創新點在於：包括：
夾持器主體，夾持器主體呈圓柱狀且分別關於水平中線和軸線對稱，夾持器主體圓周側壁中間部位向內凹陷形成凹槽，凹槽關於軸線對稱且位於軸線兩側，中間部位設置有一水平貫穿孔；夾持器主體沿軸線方向設置有貫穿夾持器主體的觀察空腔，夾持器主體的內壁上位於夾持器主體兩端均設置有透明玻璃限位臺面；夾持器主體的外壁上設置有觀察空腔壓帽卡槽；
透明玻璃，透明玻璃具有一對且透明玻璃呈圓柱狀放置在夾持器主體的透明玻璃限位檯面上，透明玻璃與夾持器主體的內壁之間設置有若干個密封圈；
觀察空腔壓帽，觀察空腔壓帽呈圓環筒狀，中間設置有容納夾持器主體端部的空腔，觀察空腔壓帽的中心開有透光口；觀察空腔壓帽的端部內壁上設置有卡口，該卡口與夾持器主體外壁上的觀察空腔壓帽卡槽配合將透明玻璃緊固在夾持器主體的觀察空腔內；
連接套，連接套具有一對且連接套的一端垂直嵌入在夾持器主體圓周側壁中間部位的凹槽內，連接套中間沿著水平方向上設置有水平通孔，該水平通孔與夾持器主體的水平貫穿孔連通；水平通孔的內壁呈階梯狀設置有封頭限位臺面；所述水平通孔與夾持器主體的觀察空腔銜接處上下兩端均設置有透明膠套骨架，透明膠套骨架的側邊緣均設有傾斜倒角，中間延豎直方向設置有透光孔；透明膠套骨架的表面上緊貼有一個透明膠套且透明膠套的邊緣延伸至透明膠套骨架的傾斜倒角處，透明膠套之間設置有巖心薄片；所述連接套的端部設置有一連接套壓帽，連接套壓帽的外壁與連接套的水平通孔內壁相連；連接套壓帽沿軸線方向開有通孔，連接套壓帽的內壁上連接有一巖心塞帽，該巖心塞帽的中間開有巖心塞安裝孔；
封頭，封頭具有一對且分別位於透明膠套的兩側邊且沿著封頭軸線方向設置有巖心塞定位孔；封頭的一端呈圓錐狀將透明膠套緊壓在透明膠套骨架上，封頭的另一端設置有封頭臺面，封頭臺面的一端面頂在連接套壓帽上；
巖心塞，巖心塞具有一對且巖心塞橫穿巖心塞帽的巖心塞安裝孔和封頭的巖心塞定位孔，巖心塞的一端頂在位於透明膠套之間的巖心薄片上，巖心塞的另一端位於巖心塞帽的外側，巖心塞沿著軸線方向設置有流道，流道正對巖心薄片的側邊緣。
進一步的，所述封頭的一端呈圓臺狀，該封頭的圓臺側邊與水平方向形成的傾角與透明膠套骨架的傾斜倒角互補。
本發明的優點在於：
1）可廣泛的應用於勘探開發領域，能夠完成巖心滲透率、孔隙度測試或巖心驅替等一般性實驗；更為重要的是：科研人員能直觀的觀察地應力的改變對巖心裂縫的影響，還能通過視窗獲取裂縫圖像進行定性分析研究；用本發明提供的技術所進行的儲層巖石裂縫可視化實驗對於研究地應力、巖石裂縫寬度變化和滲透率三者之間的關係有重要的實際意義和應用價值；
2）封頭的一端呈圓臺狀，該封頭的圓臺側邊水平方向形成的傾角與透明膠套骨架的傾斜倒角互補，便於封頭的圓錐端將透明膠套緊緊壓在透明膠套骨架上，增加透明膠套與封頭之間的密封性便於流體或氣體穿過巖心。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
圖1為可視化巖心夾持器微觀試驗模型的剖視圖。
圖2為可視化巖心夾持器微觀試驗模型的夾持器主體圖。
圖3為可視化巖心夾持器微觀試驗模型的觀察空腔壓帽圖。
圖4為可視化巖心夾持器微觀試驗模型的連接套主視圖。
圖5為可視化巖心夾持器微觀試驗模型的連接套壓帽主視圖。
圖6為可視化巖心夾持器微觀試驗模型的巖心塞帽圖。
圖7為可視化巖心夾持器微觀試驗模型的封頭主視圖。
圖8為可視化巖心夾持器微觀試驗模型的封頭側視圖。
圖9為可視化巖心夾持器微觀試驗模型的巖心塞主視圖。
如圖1至圖9所示：1、夾持器主體；11、凹槽；12、水平貫穿孔；13、觀察空腔；14、透明玻璃限位臺面；15、觀察空腔壓帽卡槽；2、透明玻璃；21、密封圈；3、觀察空腔壓帽；31、空腔；32、透光口；33、卡口；4、連接套；41、水平通孔；42、封頭限位臺面；43、連接套壓帽；5、透明膠套骨架；51、傾斜倒角；52、透光孔；53、透明膠套；6、巖心塞帽；61、巖心塞安裝孔；7、封頭；71、巖心塞定位孔；72、封頭臺面；8、巖心塞；81、流道；9、巖心薄片。
具體實施方式
下面的實施例可以使本專業的技術人員更全面地理解本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。
如圖1至圖9所示的一種可視化巖心夾持器微觀試驗模型，包括：
夾持器主體1，夾持器1主體呈圓柱狀且分別關於水平中線和軸線對稱，夾持器主體1圓周側壁中間部位向內凹陷形成凹槽11，凹槽11關於軸線對稱且位於軸線兩側，中間部位設置有一水平貫穿孔12；夾持器主體1沿軸線方向設置有貫穿夾持器主體1的觀察空腔13，夾持器主體1的內壁上位於夾持器主體兩端均設置有透明玻璃限位臺面14；夾持器主體1的外壁上設置有觀察空腔壓帽卡槽15。
透明玻璃2，透明玻璃具有一對且透明玻璃2呈圓柱狀放置在夾持器主體1的透明玻璃限位臺面14上，透明玻璃2與夾持器主體1的內壁之間設置有若干個密封圈21；
觀察空腔壓帽3，觀察空腔壓帽3呈圓環筒狀，中間設置有容納夾持器主體1端部的空腔31，觀察空腔壓帽3的中心開有透光口32；觀察空腔壓帽3的端部內壁上設置有卡口33，該卡口33與夾持器主體1外壁上的觀察空腔壓帽卡15槽配合將透明玻璃2緊固在夾持器主體1的觀察空腔13內。
連接套4，連接套4具有一對且連接套4的一端垂直嵌入在夾持器主體1圓周側壁中間部位的凹槽11內，連接套4中間沿著水平方向上設置有水平通孔41，該水平通孔41與夾持器主體1的水平貫穿孔12連通；水平通孔41的內壁呈階梯狀設置有封頭限位臺面42；所述水平通孔41與夾持器主體1的觀察空腔13銜接處上下兩端均設置有透明膠套骨架5，透明膠套骨架5的側邊緣均設有傾斜倒角51，中間延豎直方向設置有透光孔52；透明膠套骨架5的表面上緊貼有一個透明膠套53且透明膠套53的邊緣延伸至透明膠套骨架5的傾斜倒角51處，透明膠套53之間設置有巖心薄片9；所述連接套4的端部設置有一連接套壓帽43，連接套壓帽43的外壁與連接套4的水平通孔41內壁相連；連接套壓帽43沿軸線方向開有通孔，連接套壓帽43的內壁上連接有一巖心塞帽6，該巖心塞帽6的中間開有巖心塞安裝孔61。
封頭7，封頭7具有一對且分別位於透明膠套53的兩側邊且沿著封頭7軸線方向設置有巖心塞定位孔71；封頭7的一端呈圓錐狀將透明膠套53緊壓在透明膠套骨架5上，封頭7的另一端設置有封頭臺面72，封頭臺面72的一端面頂在連接套壓帽43上。
巖心塞8，巖心塞8具有一對且巖心塞8橫穿巖心塞帽6的巖心塞安裝孔61和封頭7的巖心塞定位孔71，巖心塞8的一端頂在位於透明膠套53之間的巖心薄片9上，巖心塞8的另一端位於巖心塞帽6的外側，巖心塞8沿著軸線方向設置有流道81，流道81正對巖心薄片9的側邊緣。
封頭7的一端呈圓臺狀，該封頭的圓臺側邊與水平方向形成的傾角與透明膠套骨架5的傾斜倒角51互補；便於封頭7的圓錐端將透明膠套53緊緊壓在透明膠套骨架5上，增加透明膠套53與封頭7之間的密封性便於流體或氣體穿過巖心。
該可視化巖心夾持器微觀試驗模型的工作原理是：水平方向上：通過擰緊位於連接套水平通孔內的連接套壓帽，將封頭頂在透明膠套的兩側使透明膠套緊貼在透明膠套骨架上，通過擰緊位於連接套壓帽內壁的巖心塞帽，將巖心塞頂在巖心薄片上，使流體或者氣體通過巖心塞的流道闖過巖心薄片；豎直方向上：通過觀察空腔壓帽給透明膠套骨架一個圍壓，在豎直方向上使透明膠套夾緊巖心薄片上下端面，在觀察空腔壓帽的下方透光口放置光源，從觀察空腔壓帽上方的透光口用顯微鏡進行觀察。
本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。