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原文传递原位岩石剪切增渗性能测定装置

专利名称：	原位岩石剪切增渗性能测定装置
摘要：	本发明提供了一种原位岩石剪切增渗性能测定装置，包括：压裂釜，其侧壁设置有注入孔和排出孔，顶壁和底壁设置有渗流入孔和渗流出孔；其顶壁和底壁设置有上固定夹持杆、下固定夹持杆、上移动夹持杆和下移动夹持杆，上下固定夹持杆之间、上下移动夹持杆之间能夹持待测试岩样；压裂釜底壁和下移动夹持杆之间设置复位弹簧；下移动夹持具有向下移动的自由度；上移动夹持杆的上端用于承接轴向向下的作用力；压裂釜的顶壁和底壁设置有入渗凹槽和出渗凹槽，入渗凹槽与出渗凹槽通过上移动夹持杆、待测试岩样的断裂面及下移动夹持杆连通。本发明实施例可以实现岩石在原位条件下发生剪切破坏产生天然裂缝，进而研究天然裂缝剪切滑移增渗特性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油大学(北京)
发明人：	盛茂;李根生;田守嶒;李璞;黄中伟;宋先知;王海柱;张逸群
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910393281.4
公开号：	CN110095353A
代理机构：	北京三友知识产权代理有限公司
代理人：	陈伟;李辉
分类号：	G01N3/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	102249 北京市昌平区府学路18号
主权项：	1.一种原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，包括：具有压裂腔的压裂釜，所述压裂釜的侧壁设置有与所述压裂腔连通的注入孔和排出孔，所述注入孔和排出孔分别供围压流体注入和排出；所述压裂釜的顶壁和底壁分别设置有渗流入孔和渗流出孔，所述渗流入孔和渗流出孔分别供渗流液体注入和排出；分别设置在所述压裂釜的顶壁和底壁上的上固定夹持杆和下固定夹持杆，所述上固定夹持杆和下固定夹持杆同轴设置；且所述上固定夹持杆的下端和下固定夹持杆的上端间隔，从而所述上固定夹持杆的下端和下固定夹持杆的上端之间能夹持待测试岩样；所述围压流体作为对所述待测试岩样进行加热的中间介质；分别设置在所述压裂釜的顶壁和底壁上的上移动夹持杆和下移动夹持杆，所述上移动夹持杆和下移动夹持杆同轴设置；且所述上移动夹持杆的下端和下移动夹持杆的上端间隔，从而所述上移动夹持杆的下端和下移动夹持杆的上端之间能夹持所述待测试岩样；其中，所述压裂釜的底壁和所述下移动夹持杆之间设置有复位弹簧，所述复位弹簧向所述下移动夹持杆施加向上的复位力；所述下移动夹持具有向下移动的自由度；所述上移动夹持杆的上端伸出至所述压裂腔外，且所述上移动夹持杆的上端用于承接轴向向下的作用力，以剪切所述待测试岩样；所述压裂釜的顶壁对应所述上移动夹持杆处设置有与所述渗流入孔连通的入渗凹槽，所述压裂釜的底壁对应所述下移动夹持杆处设置有与所述渗流出孔连通的出渗凹槽；当所述待测试岩样被剪切而产生断裂面时，所述入渗凹槽与出渗凹槽通过所述上移动夹持杆、断裂面及下移动夹持杆连通。 2.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述压裂釜包括缸套以及分别设置在所述缸套上端和下端的上盖和底座；所述缸套、上盖及底座分别形成所述压裂釜的侧壁、顶壁和底壁，且所述缸套、上盖及底座限定出所述压裂腔。 3.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述上固定夹持杆和上移动夹持杆的截面呈等直径φ的半圆形，所述下固定夹持杆和下移动夹持杆的截面亦呈等直径的半圆形；从而所述上固定夹持杆和上移动夹持杆，以及所述下固定夹持杆和下移动夹持杆均具有直壁面和圆弧壁面；所述上固定夹持杆的直壁面与所述上移动夹持杆的直壁面相贴合，所述下固定夹持杆的直壁面与所述下移动夹持杆的直壁面相贴合；所述上固定夹持杆的直壁面和下固定夹持杆的直壁面上设置有第一渗流凹槽，所述上移动夹持杆的直壁面和下移动夹持杆的直壁面上设置有第二渗流凹槽；所述上固定夹持杆上的第一渗流凹槽与所述上移动夹持杆上的第二渗流凹槽配合形成第一渗流通道，所述下固定夹持杆上的第一渗流凹槽与所述下移动夹持杆上的第二渗流凹槽配合形成第二渗流通道；所述第一渗流通道的上端与所述入渗凹槽连通，所述第二渗流通道的下端与所述出渗凹槽连通；当所述待测试岩样被剪切而产生断裂面时，所述第一渗流通道的下端和所述第二渗流通道的上端与所述断裂面接通。 4.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述下固定夹持杆的下端形成有限位结构；所述压裂釜的底壁上表面向下凹陷形成有与所述限位结构相适配的限位凹槽，所述限位结构插设在所述限位凹槽中。 5.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述上固定夹持杆和所述上移动夹持杆的截面均呈等直径的半圆形，且所述上固定夹持杆和所述上移动夹持杆平行，所述上固定夹持杆的直壁面和所述上移动夹持杆的直壁面相贴合。 6.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述下固定夹持杆和所述下移动夹持杆的截面均呈等直径的半圆形，且所述下固定夹持杆和所述下移动夹持杆平行，所述下固定夹持杆的直壁面和所述下移动夹持杆直壁面相贴合。 7.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述压裂釜的顶壁对应所述上固定夹持杆的位置设置有螺纹孔，所述螺纹孔中旋合有限位螺栓，所述限位螺栓的下端顶固所述上固定夹持杆的上端面。 8.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述下移动夹持杆的下端颈缩形成限位夹头，所述限位夹头与所述下移动夹持杆之间形成限位台阶；所述压裂釜的底壁设置有供所述限位夹头活动穿设的容置凹槽，所述复位弹簧套设在所述限位夹头外，且所述复位弹簧的上下两端偏压设置在所述限位台阶和所述容置凹槽的内壁之间。 9.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述复位弹簧对所述下移动夹持杆施加的向上的复位力，大于所述上移动夹持杆、下移动夹持杆及所述待测试岩样的重量之和。 10.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，在所述上移动夹持杆的上端承接的轴向向下的作用力为零的情况下，所述下移动夹持杆的下端与所述出渗凹槽的内壁之间间隔。 11.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述压裂腔中设置有上限位座和下限位座，所述上限位座和下限位座分别固定在所述压裂釜的顶壁和底壁上；所述上限位座设置有上限位穿孔，所述下限位座设置有下限位穿孔；所述上固定夹持杆和上移动夹持杆穿设在所述上限位穿孔中，所述下固定夹持杆和下移动夹持杆穿设在所述下限位穿孔中。 12.如权利要求11所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述上限位座的下表面对应于所述上限位孔的位置处向下延伸形成有上限位套，所述下限位座的上表面对应于所述下限位孔的位置处向上延伸形成有下限位套；所述上限位套包裹所述上固定夹持杆和上移动夹持杆的外壁，所述下限位套包裹所述下固定夹持杆和下移动夹持杆的外壁。 13.如权利要求12所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述压裂腔中容置有固定套筒，所述固定套筒的上下两端分别套设在所述上限位套和下限位套外；所述固定套筒内设置有热缩套，所述热缩套用于收容所述待测试岩样。 14.如权利要求13所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述固定套筒外套设有环向直径引伸计，所述压裂釜的侧壁设置有可视化窗口，所述可视化窗口对应所述环向直径引伸计。 15.如权利要求14所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述可视化窗口包括贯穿所述压裂釜侧壁的通孔以及镶嵌在所述通孔中的透明元件。 16.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述压裂釜外设置有加热组件，所述加热组件用于对加热所述压裂腔中的围压流体，进而对所述待测试岩样进行加热。 17.如权利要求1所述的原位岩石剪切增渗性能测定装置，其特征在于，所述围压流体在被注入至所述压裂腔中之前被加热至预定温度，所述预定温度与所述待测试岩样所处地层的温度相一致。
所属类别：	发明专利