专利名称：吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形測定装置，属于软岩工程等检测技术领域。
背景技术：
在油田天然气、页岩气以及煤层气开采等技术领域中，都需要准确测定在气体流动过程中岩石(岩土)的变形特征，以此建立气体在地下储层的流动规律。目前，对于岩石内气体流动的研究主要是基于岩石単一变形规律，未考虑吸水岩石膨胀、蠕变与气体的耦合变形特征。对吸水泥页岩的固气耦合流动岩体动态变形測定实验装置的研制还属空白。 该项装置的缺少阻碍了泥页岩内气体流动规律等相关问题的进ー步研究，诸如页岩气的有效开发、软岩吸水动态蠕变规律、泥页岩水力压カ方案的制定等方面的研究。尽管现行的理论与数值模拟等手段能够在一定程度上满足当前的需要，但仍无法给予直接的測定与描述。从而影响了该项技术方面的充分描述。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形測定装置，该装置能对吸液泥页岩气体流动岩体-气体流动耦合变形机制进行准确地測定。本实用新型的具体技术内容如下试件设在热缩密封装置内，试件的上方空间被滑动活塞分隔成上腔室和下腔室， 热缩密封装置壳体与试件之间形成环形腔体，热缩密封装置与其下方的、设有走气通道的密封操作台连为一体。环形腔体连接由增压装置和中间容器组成的围压加载装置。上腔体连接由增压装置和中间容器组成的上覆压载装置。下腔体连接由增压装置、中间系统和液体过滤装置组成的液体浸入装置。试件连接由变形测定仪、信号转换装置和信号检测仪组成的变形測定系统。试件通过密封操作台内的走气通道连接由高压气瓶、减压控制阀和压力測定仪组成的试件充气装置以及由真空抽吸装置、真空测定仪和真空控制阀组成的试件抽气装置。围压加载装置通过向环形腔体中注入液体对被测试件施加围压外载。上覆压载装置通过向上腔体泵入液体且驱动滑动活塞对被测试件施加上覆压カ。液体浸入装置通过向下腔体泵入液体，且液体通过筛网浸入被测试件中。变形測定装置用于收集并处理被测试件的变形信号。试件充气装置用于向被测试件中充入模拟气体。试件抽气装置用于从被测试件中抽出模拟气体。吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形測定装置具有以下优点能向被测试件进行动态地、连续地施加外载，可连续地浸入液体，能实时测定试件的动态变形并作数据动态转换与分析，能有效实现气体的充入与抽取。本实用新型能实现 80MPa大范围控压，检测精度可高达10-4，密封性和抗噪声能力强，结构合理，ェ艺简单、操作方便，适应能力强，可实现长久持续地測量操作。
图I为吸液泥页岩固气稱合岩体动态变形測定装置结构意图。图2为变形传感装置在热缩密封装置上的分布排列示意图。
具体实施方式
实施例參照图I和2对本实用新型的实施例进ー步说明本实用新型包括试件I、热缩密封装置2、环形腔体3、增压装置4、中间容器5、 围压加载系统6、压カ测定仪7、增压装置8、中间容器9、上覆压载系统10、下腔体11、滑动活塞12、高压管线13、增压装置14、中间容器15、液体过滤装置16、液体浸入系统17、压カ 测定仪18、上腔体19、变形测定仪20、信号转换装置21、信号检测仪22、变形测定系统23、 高压气瓶24、减压控制阀25、压カ测定仪26、真空抽吸装置27、真空测定仪28、气体控制阀 29、真空控制阀30、回收控制阀31和密封操作台32。岩体I设在热缩密封装置2内，岩体I的上方空间被滑动活塞12分隔成上腔室19 和下腔室11，热缩密封装置2的壳体与岩体I之间形成环形腔体3，热缩密封装置2与其下方的、设有走气通道的密封操作台32连为一体。用增压装置4和中间容器5组成围压加载装置6，通过高压管线13连接热缩密封装置2内的环形腔体3。试验运行吋，由围压加载装置6通过向环形腔体3注入液体，对岩体I施加均匀的横向外载，使岩体I始终处于均匀的受载状态。围压加载装置6可连续恒定地施压，亦可持续动态地施压。用增压装置8和中间容器9组成上覆加载装置10，通过高压管线13连接上腔体 19。试验运行吋，由上覆加载装置10通过向上腔体19注入液体驱动滑动活塞12下行，对岩体I施加上覆压力。用增压装置14、中间容器15和液体过滤装置16组成的液体浸入装置17，通过高压管线13连接下腔体11，通过筛网向岩体I泵入液体且实时控制并记录液体浸入量。在整个实验过程，液体浸入装置17与上覆加载装置10交替运行工作。用高压气瓶24、减压控制阀25和压カ测定仪26组成充气装置，经密封操作台32 中的走气通道向岩体I的空隙中充入天然气，模拟地下天然气存储状态。用变形测定仪20、信号转换装置21和信号检测仪22组成有8个传感触点的变形測定装置23，測定岩体I的8个区域点的变形大小。实验运行吋，随着岩体I的不断变形， 变形测定仪20进行多点记录并接收变形信号，再传至信号转换装置21转化为数字信号，实时传至给信号检测仪22。当上覆加载装置10驱动活塞12下行滑动时，上腔体19被泵入液体，腔体空间增加，下腔体11空间减小，同时下腔体11的液体回流至中间容器15存储，准备循环再利用。当上覆加载装置10驱动活塞12上行滑动时，下腔体11被泵入过滤后清洁液体， 下腔体11空间增加，上腔体19空间减小，同时上腔体19的液体回流至中间容器9存储，准备循环再利用。上述实验过程中，充入天然气前，首先使用真空抽吸装置27将岩体I空隙内的空气经走气通道抽去，试验结束后，通过回收控制阀31将试验用天然气排空。
权利要求1. 一种吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形測定装置，其特征在于试件⑴设在热缩密封装置⑵内，试件⑴的上方空间被滑动活塞(12)分隔成上腔室(19)和下腔室(11)，热缩密封装置(2)的壳体与试件(I)之间形成环形腔体(3)，热缩密封装置(2)与其下方的、设有走气通道的密封操作台(32)连为一体；环形腔体(3)连接由增压装置⑷和中间容器(5)组成的围压加载装置(6);上腔体(19)连接由增压装置⑶ 和中间容器(9)组成的上覆压载装置(10);下腔体(11)连接由增压装置(14)、中间系统(15)和液体过滤装置(16)组成的液体浸入装置(17);试件⑴连接由变形测定仪(20)、 信号转换装置(21)和信号检测仪(22)组成的变形测定系统(23);试件(I)通过密封操作台(32)内的走气通道连接由高压气瓶(24)、减压控制阀(25)和压カ测定仪(26)组成的试件充气装置以及由真空抽吸装置(27)、真空测定仪(28)和真空控制阀(30)组成的试件抽气装置。
专利摘要本实用新型公开了一种吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形测定装置，是为解决吸液泥页岩内流动气体的精准测定问题而设计的，主要包括被测试件的围压加载装置、上覆压载装置、液体浸入装置、变形测定装置、试件充气和和抽气装置等。本实用新型能够实现动态且连续地向被测试件施加外载，可连续浸入液体，实时测定试件的动态变形并作数据动态转换与分析，有效实现气体的充入与抽取。能实现80MPa大范围控压，检测精度可高达10-4，密封性和抗噪声能力强，结构合理，工艺简单、操作方便，适应能力强，可实现长久持续测量。
文档编号G01B21/32GK202339197SQ20112047700
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者吴学升, 周宗强, 周文军, 巨满成, 李建民, 欧阳勇, 王婷婷, 赵万春, 高云文, 黄占盈 申请人:中国石油天然气股份有限公司