本發明專利技術提供了一種基于裂縫可視化觀測的巖心三維多參數測量儀，包括控制器和巖心夾持器兩部分，控制器用于信號的發送與接收，所有巖心參數的測量在巖心夾持器中完成，它以方巖心為主要實驗對象，配備可視化柱塞、電聲柱塞和孔滲柱塞三種不同功能的上柱塞和一種公用下柱塞，實驗時將方巖心放入夾持器并在兩端裝載柱塞，設定系統參數，儀器會自動完成相應參數的測試。加溫加壓條件下使用可視化柱塞，通過內部配置的照相機可以實時觀察裂縫變化并測量裂縫寬度，使用電聲柱塞和孔滲柱塞可以完成對巖心孔隙度、滲透率、波速、電阻率參數的測量以及驅替過程和巖心裂縫變化的觀察，改變方巖心的裝入方向可以實現巖心XYZ三方向參數的測量。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種巖心裂縫可視化的參數自動測量裝置，即對巖心各方向裂縫在實驗過程中的狀態改變進行實時記錄，最終以圖像和數值兩種方式對裂縫進行分析。特別提供了一種能夠在觀測巖心裂縫變化及寬度的同時對巖心XYZ三個方向進行多參數測量的測量儀。
技術介紹
裂縫為儲層提供了儲層空間、油氣運移通道，但也造成了對儲層內在流動的非均質性以及對儲集層的分隔。儲層裂縫的研究是油氣勘探中的難點，巖心分析是研究裂縫的必要手段。對巖石裂縫的研究，需要具備高效的實驗裝置，才能開展基礎實驗研究。已有 的巖心裂縫可視化裝置通常是由夾持器主體、上覆導壓塊、底座、可視窗、加壓機構組成，夾持器主體設為矩形或圓柱形，中心設有上下連通的通孔，在夾持器主體的外側面中設置入口連接螺紋孔、出口連接螺紋孔以及導壓孔，在導壓孔的外端面安裝加壓機構；在夾持器主體后側面安裝可視孔，可視孔下部加載可視玻璃，可視玻璃上方安裝攝像頭，通過攝像頭觀察巖心裂縫形態變化。然而現有的巖心裂縫可視化裝置存在功能單一，只能用于觀察裂縫，無法同時完成如孔隙度、滲透率、電阻率、聲波等多種巖石物理參數的測量；只能以直徑為I英寸的柱塞樣巖心為實驗對象，而且只能對柱塞巖心兩個端面的裂縫進行觀察，無法完成對巖石各向異性的研究，因此設計了一套既能對裂縫進行可視化觀測，又能對巖心進行各向異性多參數進行測量的實驗裝置，是目前對裂縫進行實驗研究的必要途徑。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是為了克服現有技術的不足，提供一種基于裂縫可視化觀測的巖心三維多參數測量儀，既能完成巖心裂縫的可視化觀測，又能測量巖心在XYZ三個方面的多種巖石物理參數，進而開展各向異性研究。所述多種巖石物理參數包括巖心的孔隙度、氣體滲透率、液體滲透率、巖石電阻率和縱橫波速度。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是基于裂縫可視化觀測的巖心三維多參數測量儀，包括控制器和巖心夾持器兩部分，控制器用于信號的發送與接收，所有實驗內容在巖心夾持器中完成，所述控制器和所述巖心夾持器通過數據線相連。所述的巖心夾持器包括釜體，所述釜體的下端安裝公用下柱塞，所述釜體的上端安裝上柱塞，公用下柱塞和上柱塞之間有膠套，所述膠套為圓柱體且內部鏤空呈正方形空腔用于放置方巖心，所述方巖心為邊長3-6厘米的正方體巖心。所述上柱塞包含可視化柱塞、電聲柱塞和孔滲柱塞3種。所述可視化柱塞包括可視化柱塞柱狀筒體，可視化柱塞柱狀筒體上端有照相機，照相機的一側設有與所述正方形空腔連通的氣源通氣管，照相機的另一側為氣源壓力傳感器接頭，氣源壓力傳感器接頭通過引線與安裝在可視化柱塞柱狀筒體下端面的壓力傳感器相連；所述照相機的下端裝有變焦鏡頭，變焦鏡頭正下方有玻璃觀察窗，所述玻璃觀察窗呈圓柱體鑲嵌在所述可視化柱塞柱狀筒體底部正中位置，所述玻璃觀察窗的兩端設有可視光源，用于提供可視光。所述電聲柱塞包括電聲柱塞柱狀筒體,所述電聲柱塞柱狀筒體的正中有連桿，連桿中空呈環形貫穿所述電聲柱塞柱狀筒體上端面并延伸到所述電聲柱塞柱狀筒體下端面，連桿中裝有內窺鏡，電聲柱塞連桿的下端兩側分別裝有可視光源，所述可視光源正下方為玻璃觀察窗，所述玻璃觀察窗呈圓柱體鑲嵌在所述電聲柱塞柱狀筒體底部正中位置，電聲柱塞連桿的上端兩側分別裝有聲波引線座和電阻率引線座，聲波引線座通過引線與聲波發射探頭連接，聲波發射探頭位于所述電聲柱塞柱狀筒體底部內側面，所述聲波引線座外側為驅替壓力傳感器，驅替壓力傳感器通過引線與所述電聲柱塞柱狀筒體下端面中的壓力傳感器相連，所述電阻率引線座通過引線與電極環相連，電極環呈環狀鑲嵌在所述電聲柱塞柱狀筒體底部端面中，電阻率引線座外側為氣源通氣管，所述氣源通氣管通過管線與所述方巖心連通。所述孔滲柱塞包括底端裝有玻璃觀察窗的孔滲柱塞柱狀筒體，所述玻璃觀察窗的正上方有中空環形連桿和可視光源，所述孔滲柱塞可視光源位于所述孔滲柱塞連桿的下端，所述孔滲柱塞連桿中裝有內窺鏡，所述孔滲柱塞柱狀筒體上端和所述孔滲柱塞連桿外 側有孔滲氣源入口和孔滲壓力傳感器，所述孔滲氣源入口通過管線與所述方巖心連通，所述孔滲氣源入口管線上裝有進氣微閥和孔滲測量微閥，所述進氣微閥位于所述孔滲測量微閥上方，所述孔滲壓力傳感器通過引線與安裝在所述孔滲柱塞柱狀筒體底部的壓力傳感器相連。所述公用下柱塞包括公用下柱塞柱狀筒體，所述公用下柱塞柱狀筒體靠近所述方巖心一端裝有電極環，電極環通過引線與所述公用下柱塞柱狀筒體端面上的電阻率引線座相連，所述電極環下端是聲波接收探頭，所述聲波接收探頭通過引線與所述公用下柱塞柱狀筒體端面上的聲波引線座相連，所述電阻率引線座的外側是驅液口和出液口，所述驅液口和出液口通過管線與所述方巖心連通，所述管線上有電磁閥，所述驅液口位于所述出液口與所述公用下柱塞柱狀筒體端面之間，所述聲波引線座外側為回壓傳感器接頭，所述回壓傳感器接頭通過引線與安裝在所述靠近方巖心一側的公用下柱塞柱狀筒體端面中的壓力傳感器相連。所述上柱塞包含可視化柱塞、電聲柱塞和孔滲柱塞3種，可以按照不同的實驗目的進行更換。所述下柱塞是公用的，可以配合三種上柱塞使用。作為優選的技術方案，所述巖心主要是指方巖心，確切地說是切割成邊長為3-6厘米的正方體巖心。作為優選的技術方案，在所述釜體的外部設有圍壓入口和圍壓出口用于控制釜體內部壓力，所述釜體中設有用于控制內部溫度的溫度控制器。作為優選的技術方案，在所述基于裂縫可視化觀測的巖心三維多參數測量儀還包括計量泵，所述計量泵與夾持器連通，用于提供驅替液體。作為優選的技術方案，所述膠套外徑為10. 5厘米，內部鏤空呈邊長為3-6厘米的正方體空腔，適用于邊長為3-6厘米的正方體巖樣。由于采用了上述技術方案，本專利技術的有益效果是在釜體下端安裝公用下柱塞，公用下柱塞上端面放膠套和方巖心，然后在釜體上端裝載上柱塞。首先，上柱塞選用孔滲柱塞，裝載柱塞并擰緊使得上下兩個柱塞與巖心端面充分耦合，通過控制器設定系統圍壓和溫度，打開孔滲氣源入口，調節進氣微閥，系統會自動測量巖石的孔隙度和氣體滲透率；第二，將上柱塞更換成電聲柱塞，下柱塞不變，在控制器中設定系統壓力和溫度，打開聲波發射器，測量縱橫波在巖樣中的傳播速度，之后打開計量泵對方巖心進行驅替，從而得到方巖心的電參數，在聲波和電阻率測量的過程中，使用內窺鏡可以對巖樣端面的變化或液體流動情況進行實時觀察和錄相，如果所用巖心是飽和過的巖心，系統會自動測量巖樣的液體滲透率；最后，將上柱塞更換成可議長視化柱塞，開啟照相機并啟動自動調焦功能，打開可視光源，調節系統壓力和溫度，透過相機控制端可以實時觀測巖心端面裂縫的變化情況并進行拍照。在上述三種柱塞測量的過程中，改變方巖心的測量端面，可以完成方巖心XYZ三個方向的參數測量，將三種柱塞測量的數據集合，得到基于裂縫可視化觀測的巖心三維多參數測量結果。本專利技術在柱塞端面和方巖心周圍布置的壓力傳感器和溫度傳感器可以測得夾持器內的溫度場和壓力場，配合外設的監測儀器可進行溫度、壓力、流量和圖像的實時采集與分析，通過數據采集分析系統及時有效的評價實驗效果，基于裂縫可視化觀測的巖心三維多參數測量儀可根據實驗目的調整使用方式，儀器應用性強，可以根據要求重復測量，試驗結果準確度高，通過設在筒體和柱塞中的壓力控制器和溫度控制器可以控制巖心周圍的溫 度和壓本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于裂縫可視化觀測的巖心三維多參數測量儀，包括控制器和巖心夾持器兩部分，控制器用于信號的發送與接收，所有實驗內容在巖心夾持器中完成，控制器和巖心夾持器通過數據線相連，巖心夾持器包括釜體，釜體的下端安裝公用下柱塞，釜體的上端安裝上柱塞，公用下柱塞和上柱塞之間有膠套，所述膠套為圓柱體且內部鏤空呈正方形空腔用于放置方巖心；所述上柱塞有可視化柱塞、電聲柱塞和孔滲柱塞三種，其特征在于：所述可視化柱塞包括可視化柱塞柱狀筒體，可視化柱塞柱狀筒體的上端裝有照相機，照相機的一側設有與所述正方形空腔連通的氣源通氣管，照相機的另一側為氣源壓力傳感器接頭，氣源壓力傳感器接頭通過引線與裝在可視化柱塞柱狀筒體下端面的壓力傳感器相連，所述照相機的下端裝有變焦鏡頭，所述變焦鏡頭正下方有玻璃觀察窗，所述玻璃觀察窗呈圓柱體鑲嵌在所述柱狀筒體底部正中位置，玻璃觀察窗的兩端設有可視光源。
【技術特征摘要】
1.一種基于裂縫可視化觀測的巖心三維多參數測量儀，包括控制器和巖心夾持器兩部分，控制器用于信號的發送與接收，所有實驗內容在巖心夾持器中完成，控制器和巖心夾持器通過數據線相連，巖心夾持器包括釜體，釜體的下端安裝公用下柱塞，釜體的上端安裝上柱塞，公用下柱塞和上柱塞之間有膠套，所述膠套為圓柱體且內部鏤空呈正方形空腔用于放置方巖心；所述上柱塞有可視化柱塞、電聲柱塞和孔滲柱塞三種，其特征在于所述可視化柱塞包括可視化柱塞柱狀筒體，可視化柱塞柱狀筒體的上端裝有照相機，照相機的一側設有與所述正方形空腔連通的氣源通氣管，照相機的另一側為氣源壓力傳感器接頭，氣源壓力傳感器接頭通過引線與裝在可視化柱塞柱狀筒體下端面的壓力傳感器相連，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫建孟，陳一健，董旭，張麗艷，李召成，
申請(專利權)人：中國石油大學華東，
類型：發明
國別省市：
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