頁巖吸水能力測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油氣田開發研究技術，尤其涉及一種頁巖吸水能力測試裝置。
【背景技術】
[0002]頁巖儲層與常規儲層不同，頁巖儲層中壓裂液的返排率極低，大量的壓裂液滯留在頁巖中，而頁巖吸水是壓裂液滯留的原因之一，因此，研究頁巖吸水能力，可以為頁巖儲層壓裂液選擇、壓裂方案設計等提供指導性建議。頁巖吸水能力主要取決于巖性、表面張力、潤濕性和水的礦化度等多種因素，深入研究頁巖的吸水能力需要開展大量的頁巖吸水實驗。同時，由于頁巖儲層的非均質性強，需要采集大量樣品開展對比實驗分析。
[0003]現有的測試頁巖吸水能力的方法一般是通過將頁巖樣品浸入有刻度的容器中，容器上部與大氣連通，當頁巖樣品吸水以后，容器內的液面高度下降，人工記錄隨著時間的變化液面下降的高度，再通過計算容器橫截面的面積與液面下降高度的乘積，得出每小時的頁巖吸水量，即為頁巖吸水能力。
[0004]上述方法中，由于容器上部與大氣連通，長時間的實驗分析不可避免地有水分蒸發，也會使容器液面下降，加上肉眼讀數精度較低，因此導致測試的準確性不高。
【實用新型內容】
[0005]針對現有技術缺陷，本實用新型提供一種頁巖吸水能力測試裝置。
[0006]本實用新型提供的頁巖吸水能力測試裝置包括:
[0007]箱體、稱重器、盛水器、支架和樣品夾持器；
[0008]所述稱重器固定于所述箱體底部，所述盛水器設置于所述稱重器上，所述支架將所述樣品夾持器懸掛于所述盛水器內，所述支架底端固定于所述箱體底部；
[0009]所述稱重器與計算機電連接，用于實時輸出所述盛水器中的水的質量數據至計算機。
[0010]進一步地，所述樣品夾持器包括:相互平行的底板和隔板、與所述底板和隔板分別垂直焊接且相互平行的兩個支撐桿、滑設于兩個支撐桿上且位于所述底板和隔板之間的頂板、穿過所述隔板且與所述頂板固定的加壓螺栓以及與兩個支撐桿連接、用于檢測施加在兩個支撐桿上的壓力的壓力表；
[0011 ] 所述加壓螺栓旋轉時，帶動所述頂板在所述支撐桿上滑動。
[0012]進一步地，所述支撐桿為可伸縮的液壓桿。
[0013]進一步地，所述盛水器底部設置有電加熱器，所述支架上懸掛有水溫計，所述水溫計的探測端位于所述盛水器內。
[0014]進一步地，所述箱體下方設置有支撐底座。
[0015]進一步地，所述箱體內設置溫度計。
[0016]進一步地，所述箱體為長方體。
[0017]本實用新型提供的頁巖吸水能力測試裝置，首先箱體是封閉的，不會有水分蒸發，而且通過稱重器實時輸出盛水器中的蒸餾水的質量數據至計算機，相比較現有技術，測試的準確性得到提高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型頁巖吸水能力測試裝置的結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型頁巖吸水能力測試裝置中樣品夾持器的結構示意圖；
[0020]圖3為本實用新型頁巖吸水能力測試裝置中盛水器的結構示意圖；
[0021]圖4為本實用新型頁巖吸水能力測試裝置的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0023]圖1為本實用新型頁巖吸水能力測試裝置的結構示意圖，如圖1所示，本實用新型的頁巖吸水能力測試裝置包括:箱體1、稱重器2、盛水器3、支架和樣品夾持器7，支架可以是單個支架，圖1所示為支架4與支架5組成的支架，稱重器2固定于箱體I底部，盛水器3設置于稱重器2上，支架將樣品夾持器7懸掛于盛水器3內，圖1示通過金屬絲6將樣品夾持器7懸掛于盛水器3內，支架底端固定于箱體I底部。稱重器2與計算機電連接，用于實時輸出盛水器3中的水的質量數據至計算機。箱體I可以為長方體，樣品夾持器7用于夾持頁巖樣品，金屬絲6的長度能夠保證樣品夾持器7浸入至盛水器3中。
[0024]本實用新型頁巖吸水能力測試裝置的工作原理為:在進行測試前，進行頁巖樣品稱重并記錄頁巖樣品初始質量，接著將盛水器3置于稱重器2上，并將稱重器2讀數回零，向盛水器3中注入蒸餾水，并監測蒸餾水質量，然后將頁巖樣品放入樣品夾持器7中，樣品夾持器7上可以裝一掛鉤或與金屬絲6固定的裝置，然后利用與支架5固定的金屬絲6將樣品夾持器7連接于支架上，調整金屬絲6長度至頁巖樣品浸入至盛水器3中，頁巖吸水測試開始，稱重器2實時輸出盛水器3中的蒸餾水的質量數據至計算機，最后對計算機記錄的數據進行分析，即可得到每小時的頁巖吸水量，即為頁巖吸水能力。
[0025]本實用新型的頁巖吸水能力測試裝置，首先箱體是封閉的，不會有水分蒸發，而且通過稱重器實時輸出盛水器中的蒸餾水的質量數據至計算機，相比較現有技術，測試的準確性得到提高。
[0026]進一步地，由于頁巖所處的地層壓力、地層溫度與正常壓力和溫度不同，而現有的測試方法是在正常壓力和溫度下進行測試，測試結果與實際相差較大，為解決這一問題，本實用新型將樣品夾持器設置為可以對樣品加壓至地層壓力，在盛水器3底部設置有電加熱器，可加熱至地層溫度，盛水器3內設置水溫計進行測溫。下面結合附圖詳細說明。
[0027]圖2為本實用新型頁巖吸水能力測試裝置中樣品夾持器的結構示意圖，如圖2所示，樣品夾持器7包括:相互平行的底板8和隔板9、與底板8和隔板9分別垂直焊接且相互平行的支撐桿10和支撐桿11、滑設于兩個支撐桿上且位于底板8和隔板9之間的頂板12、穿過隔板9且與頂板12固定的加壓螺栓13以及與兩個支撐桿連接、用于檢測施加在兩個支撐桿上的壓力的壓力表14。具體地，支撐桿10和支撐桿11可以是可伸縮的液壓桿。圖2示壓力表14置于頂板12上，加壓螺栓13旋轉時，帶動頂板12在液壓桿10和液壓桿11上滑動。根據本實用新型的上述設置，需在測試之前將頁巖樣品制成柱狀，然后放在底板8與頂板12之間，如圖示頁巖樣品20，然后可通過旋轉螺栓13使頁巖樣品20加壓，觀察壓力表14讀數至加壓到地層壓力。
[0028]圖3為本實用新型頁巖吸水能力測試裝置中盛水器的結構示意圖，盛水器3底部設置有電加熱器15，電加熱器開關21，支架上懸掛有水溫計17，圖3中示水溫計17通過金屬絲16與支架固定，根據本實用新型的上述設置，可通過電加熱器15對盛水器3中的蒸餾水加熱，觀察水溫計17的讀數至加熱到地層溫度。
[0029]通過上述設置，本實用新型的頁巖吸水能力測試裝置可以使頁巖樣本處于地層壓力和地層溫度中進行吸水能力的測試，測試結果可以逼近實際的結果，進一步提高測試的準確性。
[0030]圖4為本實用新型頁巖吸水能力測試裝置的剖面示意圖，如圖4所示，進一步地，箱體I下方設置有支撐底座18，可保證箱體的平穩，支撐底座18還可以是減震裝置，箱體內還設置有溫度計19，可以用于測試箱體內的環境溫度。
[0031]具體地，在使用本實用新型的頁巖吸水能力測試裝置進行頁巖吸水能力測試時，按照如下步驟進行:
[0032]1、首先將頁巖樣品制成標準柱樣，例如直徑2.5cm，長3cm，測試前將頁巖樣品先在85°C條件下烘干12小時，之后每小時檢測樣品質量，當質量不再變化則認為巖石已經烘干。
[0033]2、進行頁巖樣品稱重，記錄頁巖樣品初始質量，并將頁巖樣品固定在樣品夾持器中，旋轉加壓螺栓使樣品加壓，觀察壓力表讀數至地層壓力，至此樣品制備完畢。
[0034]3、將盛水器置于稱重器上，并將稱重器讀數回零。向盛水器中注入蒸餾水，并實時監測蒸餾水質量，通過電電加熱器對蒸餾水加熱，觀察水溫計讀數至地層溫度。
[0035]4、利用金屬絲將樣品夾持器連接于支架上，調整金屬絲長度至頁巖樣品浸入蒸餾水中，頁巖吸水實驗開始，稱重器實時輸出盛水器中蒸餾水的質量數據至計算機。
[0036]5、將計算機記錄的數據進行分析，即可得到每小時的頁巖吸水量，即為頁巖吸水能力，至此完成該巖樣吸水能力的評價研究。
[0037]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種頁巖吸水能力測試裝置，其特征在于，包括: 箱體、稱重器、盛水器、支架和樣品夾持器； 所述稱重器固定于所述箱體底部，所述盛水器設置于所述稱重器上，所述支架將所述樣品夾持器懸掛于所述盛水器內，所述支架底端固定于所述箱體底部； 所述稱重器與計算機電連接，用于實時輸出所述盛水器中的水的質量數據至計算機。2.根據權利要求1所述的頁巖吸水能力測試裝置，其特征在于，所述樣品夾持器包括:相互平行的底板和隔板、與所述底板和隔板分別垂直焊接且相互平行的兩個支撐桿、滑設于兩個支撐桿上且位于所述底板和隔板之間的頂板、穿過所述隔板且與所述頂板固定的加壓螺栓以及與兩個支撐桿連接、用于檢測施加在兩個支撐桿上的壓力的壓力表； 所述加壓螺栓旋轉時，帶動所述頂板在所述支撐桿上滑動。3.根據權利要求2所述的頁巖吸水能力測試裝置，其特征在于，所述支撐桿為可伸縮的液壓桿。4.根據權利要求1所述的頁巖吸水能力測試裝置，其特征在于，所述盛水器底部設置有電加熱器，所述支架上懸掛有水溫計，所述水溫計的探測端位于所述盛水器內。5.根據權利要求1所述的頁巖吸水能力測試裝置，其特征在于，所述箱體下方設置有支撐底座。6.根據權利要求1所述的頁巖吸水能力測試裝置，其特征在于，所述箱體內設置溫度i+o7.根據權利要求1所述的頁巖吸水能力測試裝置，其特征在于，所述箱體為長方體。
【專利摘要】本實用新型提供一種頁巖吸水能力測試裝置，包括：箱體、稱重器、盛水器、支架和樣品夾持器，稱重器固定于箱體底部，盛水器設置于稱重器上，支架將樣品夾持器懸掛于盛水器內，支架底端固定于箱體底部，稱重器與計算機電連接，用于實時輸出盛水器中的水的質量數據至計算機。本實用新型提供的頁巖吸水能力測試裝置，首先箱體是封閉的，不會有水分蒸發，而且通過稱重器實時輸出盛水器中的蒸餾水的質量數據至計算機，相比較現有技術，測試的準確性得到提高。
【IPC分類】G01N5/02
【公開號】CN204944975
【申請號】CN201520594837
【發明人】周正武, 王延忠, 林中月, 李卓, 馬俯波
【申請人】神華地質勘查有限責任公司, 中國石油大學(北京)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月7日