专利名称：一种柱状岩心拼接器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油气田开发领域所用实验工具，具体是油藏条件下进行油气渗流及驱替实验用柱状长岩心的拼接及物性測量工具。
背景技术：
常规岩心流动试验多采用单块岩心柱来进行，通过不同条件下的岩心中流体渗流实验来评价储层的渗流能力。这种评价结果在应用于实际油藏时存在这较大的局限性，在有些情况下，只能体现近井地带的渗流特性，而无法反映油层内部的变化。随着油藏物理模型相似理论的发展，短岩心柱已经不能满足室内实验与真实油藏的相似条件。长岩心渗流及驱替实验正逐步成为油藏物理模拟实验的发展趋势。柱状长岩心的规格长度一般在30cm以上，较长的能达到IOOcm以上，常规的方法是通过调和平均的方法将6块以上短岩心柱拼接起来。拼接过程必须在几个人的共同协作下，将岩心扶正并逐级拼接在一起。然后将热缩套套上岩心，加热后将长岩心紧固并定型。这种长岩心拼接方法费时费力，且岩心越长，拼接难度越大。另外，拼接后的长岩心特别是裂缝性长岩心存在较大问题，主要包括端面贴合不紧密、岩心柱侧面不齐甚至错位、岩心直径和长度等參数难于测量等。这些问题将对岩心參数造成较大误差，进而影响后续岩心流动实验结果。基于以上原因，迫切需要研制一种长岩心快速拼接工具，来解决岩心拼接过程中存在的诸多问题。

实用新型内容本实用新型为了解决现有技术存在的技术问题，研发了ー种柱状岩心拼接器，快速地进行短岩心柱拼接过程，并准确地测量拼接后长岩心柱的物性參数，为岩心流动实验提供可靠的长岩心物理模型。本实用新型的技术方案如下ー种柱状岩心拼接器，所述拼接器包括固定底座，外固板，顶端压紧件和连接件；所述外固板固定安装在所述的固定底座上，待测岩心放置在所述固定底座上，且与所述外固板通过所述的连接件紧密贴合，所述的顶端压紧件将所述的待测岩心紧固在所述的固定底座和外固板中。具体的，所述的外固板的内表面与所述待测岩心的外侧表面的形状适配；所述的连接件为卡箍，在所述的外固板的外表面设置有弧形槽，所述的卡箍固定在所述的弧形槽内，所述的待测岩心通过卡箍与所述的外固板紧密贴合；所述的顶端压紧件包括垫片和压紧螺钉，所述垫片放置在所述的待测岩心的上表面，且在所述垫片上设置内螺孔，所述的压紧螺钉与所述的内螺孔配合固紧待测岩心。本实用新型的实施例，所述的外固板的内表面为半圆形弧面；所述的顶端压紧件还包括垫块，所述的垫块设置在所述的垫片和压紧螺钉中间，所述的压紧螺钉穿过所述的垫块与所述的垫片连接。所述的拼接器还包括至少ー个中间拼接件，所述中间拼接件为附加外固板和连接结构；所述的附加外固板与所述的外固板形状结构一致，且设置在所述的外固板的顶端；所述的附加外固板通过所述的连接结构与所述的外固板固定连接；所述的连接结构为ー组销钉和销孔，在所述的外固板的上端面和附加外固板的下端面上的相同位置处分别设置有至少ー个销孔，中间通过销钉连接固定。具体的，所述的附加外固板的外表面设置有弧形槽，在所述弧形槽中固定有附加外固板卡箍；各个附加外固板之间的连接通过销孔和销钉连接；所述外固板和附加外固板上下端面的销孔数量为1-6个，等距离排布设置。 为了固定，所述拼接器还包括水平固紧结构，所述水平固紧结构为水平螺钉和螺孔；在所述顶端第一个附加外固板的侧外表面上设置有水平螺孔，且在所述的垫块上设置有相同位置的水平螺孔；所述的垫块和所述顶端第一个附加外固板通过水平螺钉固定。所述待测岩心为ー组岩心样本，且各个岩心样本之间设置ー个连接层，通过所述的连接层将各个岩心样本之间固定，所述的连接层为水溶性胶连接层。为了便于测量，在所述的固定底座上有水平标尺；在所述的外固板和所述的附加外固板的侧端面上有垂向标尺。具体的，所述的外固板和所述的附加外固板的内表面的内径为Φ2. 60cm，壁厚为I. Ocm,高度为 8. Ocm ；外固板和附加外固板的外表面的弧形槽的深度为O. 5cm ；卡箍为长度为20cm的金属卡箍；所述外固板或者附加外固板上的销孔各为3个，分别在30°、90°和150°处分别凿出3个规格为Φ I. OX I. Ocm的销孔；所述顶端压紧件中，Φ I. OcmX IOcm的螺杆、规格为Φ2. OcmX I. 5cm的垫块，其中心嵌有Φ I. OcmX I. 5cm的螺孔，外环分别在30°、90°和150°处凿有Φ I. OcmXO. 3cm的螺孔、Φ2. OcmX I. Ocm且中心嵌有Φ I. OcmXO. 5cm的反螺纹螺孔的垫片。本实用新型能够快速拼接长度为30 IOOcm的长岩心(包括裂缝性长岩心)，并能准确测量岩心的直径和长度，为长岩心的流动实验提供可靠物理模型。本实用新型解决了岩心柱拼接的难题，有效提升了长岩心拼接过程的工作效率，可为油藏开发实验快速准确地提供了长岩心物理模型。

图I为是本实用新型固定底座和外固板组件结构示意图；图2是本实用新型的中间拼接件结构示意图；图3是本实用新型顶部压紧组件。图4为本实用新型2个岩心交底组合图；图5为本实用新型3个岩心交底组合图。I :固定底座；2 :外固板；3 :弧形槽；4 :垂向标尺；5 :圆柱形销孔；6 :圆柱形销钉；
7:水平标尺；8 :水平螺杆；9 :水平螺孔；10 :压紧螺杆；11 :垫块；12 :水平螺孔；13 :垂向螺孔；14 :垫片； 15 :垂向螺孔；16 :金属卡箍；17 :水溶性单面胶；18 :岩心柱.19 :附加外固板具体实施方式
本实用新型需要解决的技术问题包括长岩心拼接过程中的固定问题、端面贴合问题、超长岩心的拼接问题、拼接岩心參数的辅助测量问题。长岩心拼接装置包括一下几个部分固定底座I、中间拼接件附加外固板19、顶部压紧部件。固定底座I由扁平长方体铸铁铁块和焊接在底座上的半圆柱筒的外固板2组成。扁平长方体铸铁块重量为2. 5kg 5. 0kg。底座I上自半圆柱筒的外固板2内圆定点向外标注标准刻度。半圆柱筒由质量较轻的铝合金材料制作，半圆柱筒外固板2的内径为Φ 2. 60cm,壁厚为I. Ocm,高度为8. Ocm0在距底座4. Ocm的半圆柱筒外固板外侧面凿出深度为O. 5cm的弧形槽3，槽中套有长度为20cm的金属卡箍16。在半圆柱筒的顶部30°、90°和150°处分别凿出3个规格为Ol.OXl.Ocm的垂直销槽5。半圆柱筒的垂直壁厚截面上自下而上标注有标准刻度。中间拼接件19为内径为Φ2. 60cm,壁厚为I. Ocm,高度为8. Ocm的半圆柱筒。在距底座4. Ocm的半圆柱筒外侧面凿出深度为O. 5cm的弧形槽3，槽中套有长度为20cm的金属卡箍16。在半圆柱筒外固板2的顶部和底部30°、90°和150°处分别凿出3个规格为Φ1.0Χ1. Ocm的垂直销槽5。半圆柱筒的垂直壁厚截面上自下而上标注有标准刻度。顶部压紧部件包括内径为Φ2. 60cm，壁厚为L 0cm，高度为8. Ocm的半圆柱筒和顶部压紧组件。在距底座4. Ocm的半圆柱外固板19外侧面凿出深度为O. 5cm的弧形槽3,槽中套有长度为20cm的金属卡箍16。在半圆柱筒的底部30°、90°和150°处分别凿出3个规格为Φ I. OX I. Ocm的垂直销槽。在距半圆柱筒顶部I. 5cm处的30°、90°和150°三个方向分别凿出水平螺纹孔12，孔径为Φ1. Ocm0半圆柱筒附加外固板19的垂直壁厚截面上自下而上标注有标准刻度。顶部压紧组件是由3个规格为Φ I. OcmX I. 6cm的螺杆8、1个规格为Φ I. OcmX IOcm的螺杆10、1个规格为Φ2. OcmX I. 5cm的垫块11 (中心嵌有Φ I. OcmX I. 5cm的螺孔13，外环分别在30°、90。和150。处凿有Φ I. OcmXO. 3cm的螺孔)、ー个Φ2. OcmX I. Ocm(中心嵌有Φ I. OcmX O. 5cm的反螺纹螺孔)的垫片14。长岩心拼接器的实施过程如下(I)将样品岩心柱紧贴底座上的半圆柱筒，并在沟槽上装上金属卡箍，用螺丝刀旋紧卡箍至岩心柱紧贴圆柱筒顶端，且岩心底端与底座无缝隙。在半圆柱筒顶端的销槽中放入2cm的销子，套上中间拼接组件；(2)在岩心端面放上过渡性孔板或滤纸，将第二块岩心样品放在第一块岩心柱上，并在两块岩心接触处外侧面均匀沾上三块水溶性单面胶，保持拼接好的岩心不变形。同吋，将拼接的岩心柱紧贴半圆柱筒顶端壁面；(3)将顶端压紧组件固定在最上端的半圆柱筒上，拧入水平螺杆，并固定垫块。将垂直螺杆拧入并穿过垫块中心的螺孔，在螺杆的另一端旋上反螺纹的垫片。逐步向下拧动垂直螺杆，直至垫片与岩心端面贴合紧密(如图4所示)；(4)松开顶端压紧组件，每接ー块岩心，重复步骤(1)-(3)，依次放上岩心柱样品，随着样品数量的增多，依次加入中间拼接件，至达到长岩心的长度要求(如图5所示)。[0045](5)通过底座和垂直壁厚截面上的刻度分别读取岩心的直径和长度，并作记录；(6)压紧垂直螺杆，缓慢拧出顶部3个水平螺杆，并将各半圆柱筒中间的卡箍松动少许，缓慢将岩心热缩套插入，至热缩套顶住底部基座。将顶部的水平螺杆拧回原来位置，并拧紧垂直螺杆；(7)逐步加热热缩套，并收紧各半圆柱筒上的卡箍，使得岩心重新与半圆柱筒的壁面紧密贴合为止，长岩心制作完毕。权利要求1.ー种柱状岩心拼接器，其特征在干，所述拼接器包括固定底座，外固板，顶端压紧件和连接件；所述外固板固定安装在所述的固定底座上，待测岩心放置在所述固定底座上，且与所述外固板通过所述的连接件紧密贴合，所述的顶端压紧件将所述的待测岩心紧固在所述的固定底座和外固板中。
2.根据权利要求I所述的ー种柱状岩心拼接器，其特征在干， 所述的外固板的内表面与所述待测岩心的外侧表面的形状适配； 所述的连接件为卡箍，在所述的外固板的外表面设置有弧形槽，所述的卡箍固定在所述的弧形槽内，所述的待测岩心通过卡箍与所述的外固板紧密贴合； 所述的顶端压紧件包括垫片和压紧螺钉，所述垫片放置在所述的待测岩心的上表面，且在所述垫片上设置内螺孔，所述的压紧螺钉与所述的内螺孔配合固紧待测岩心。
3.根据权利要求2所述的ー种柱状岩心拼接器，其特征在干， 所述的外固板的内表面为半圆形弧面； 所述的顶端压紧件还包括垫块，所述的垫块设置在所述的垫片和压紧螺钉中间，所述的压紧螺钉穿过所述的垫块与所述的垫片连接。
4.根据权利要求I所述的ー种柱状岩心拼接器，其特征在干， 所述的拼接器还包括至少ー个中间拼接件，所述中间拼接件为附加外固板和连接结构；所述的附加外固板与所述的外固板形状结构一致，且设置在所述的外固板的顶端；所述的附加外固板通过所述的连接结构与所述的外固板固定连接；所述的连接结构为ー组销钉和销孔，在所述的外固板的上端面和附加外固板的下端面上的相同位置处分别设置有至少ー个销孔，中间通过销钉连接固定。
5.根据权利要求4所述的ー种柱状岩心拼接器，其特征在干， 所述的附加外固板的外表面设置有弧形槽，在所述弧形槽中固定有附加外固板卡箍； 各个附加外固板之间的连接通过销孔和销钉连接； 所述外固板和附加外固板上下端面的销孔数量为1-6个，等距离排布设置。
6.根据权利要求I或3所述的ー种柱状岩心拼接器，其特征在干， 所述拼接器还包括水平固紧结构，所述水平固紧结构为水平螺钉和螺孔；在所述顶端第一个附加外固板的侧外表面上设置有水平螺孔，且在所述的垫块上设置有相同位置的水平螺孔；所述的垫块和所述顶端第一个附加外固板通过水平螺钉固定。
7.根据权利要求I所述的ー种柱状岩心拼接器，其特征在干， 所述待测岩心为ー组岩心样本，且各个岩心样本之间设置ー个连接层，通过所述的连接层将各个岩心样本之间固定，所述的连接层为水溶性胶连接层。
8.根据权利要求I所述的ー种柱状岩心拼接器，其特征在干， 在所述的固定底座上有水平标尺； 在所述的外固板和所述的附加外固板的侧端面上有垂向标尺。
9.根据权利要求1-5之一所述的ー种柱状岩心拼接器,其特征在于， 所述的外固板和所述的附加外固板的内表面的内径为の2. 60cm，壁厚为I. 0cm，高度为 8. Ocm ； 外固板和附加外固板的外表面的弧形槽的深度为0. 5cm ； 卡箍为长度为20cm的金属卡箍；所述外固板或者附加外固板上的销孔各为3个，分别在30°、90°和150°处分别凿出3个规格为01.0X1. Ocm的销孔； 所述顶端压紧件中，Ol. OcmX IOcm的螺杆、规格为0 2. OcmX I. 5cm的垫块,其中心嵌有Ol. OcmXl. 5cm的螺孔，外环分别在30。、90°和150°处凿有O I. OcmX 0. 3cm的螺孔、0 2. OcmXl. Ocm且中心嵌有Ol. OcmXO. 5cm的反螺纹螺孔的垫片。
专利摘要本实用新型为一种柱状岩心拼接器，所述拼接器包括固定底座，外固板，顶端压紧件和连接件；所述外固板固定安装在所述的固定底座上，待测岩心放置在所述固定底座上，且与所述外固板通过所述的连接件紧密贴合，所述的顶端压紧件将所述的待测岩心紧固在所述的固定底座和外固板中。本实用新型快速地进行短岩心柱拼接过程，并准确地测量拼接后长岩心柱的物性参数，为岩心流动实验提供可靠的长岩心物理模型。
文档编号G01N15/08GK202421028SQ20112039784
公开日2012年9月5日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者伦增珉, 吕成远, 周霞, 张淑洁, 潘伟义, 王海涛, 王锐, 赵春鹏, 骆铭 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院