便携式岩心硬度测试仪的制作方法
【专利摘要】一种便携式岩心硬度测试仪，包括手动泵、拉压传感器、压头、液缸、岩心夹持器、箱体。通过丝杆的旋转及岩心夹持器将全直径岩心固定在支板上，在通过手摇泵对下部的液压缸加压，压头对岩心施加压力，再由拉压传感器得到载荷与压入位移的数据。本实用新型所提供便携式全直径岩心硬度测试仪可以直接在现场对井底取出的岩心进行硬度测试，操作方便，所得结果更能实际地反映出地层的岩石性质，对现场勘测和实验室研究数据的提取均具有较好的效果。
【专利说明】便携式岩心硬度测试仪
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种岩土工程中岩样的硬度测试仪器，特别能够在现场对从油 (气）层中取出的全直径岩心的硬度进行测试。
【背景技术】
[0002] 在岩土工程和石油工程中，岩石力学性质是工程设计最基本的数据，往往要通过 大量力学实验获得工程岩石的力学参数，而岩样的硬度测试是这些力学参数中一个主要的 部分。岩石压入硬度对选择钻进工艺参数起决定性的作用，因此，现场取出的全直径岩心的 硬度测试尤为重要。而现场测试岩心硬度难，测试准确度不高，通过对全直径岩心的切割、 劈分和长途运输等处理，再进行硬度测试，可能对岩心的力学性质造成影响，不能真实全面 的反映地层岩石的力学性质。 实用新型内容
[0003] 本实用新型即针对上述缺陷提供一种现场测试全直径岩心硬度的测试仪器。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供一种便携式岩心硬度测试仪。
[0005] 按照本实用新型的便携式岩心硬度测试仪，包括手动泵、拉压传感器、压头、压力 缸、岩心加持器、箱体。上端的压头及岩心夹持器将全直径岩心固定在支板上，手摇泵对下 部的液压缸加压使支板上升，通过压头对岩心施加压力。
[0006] 优选的是，所述丝杆与拉压传感器相连。
[0007] 优选的是，所述上板与立柱固定。
[0008] 优选的是，所述拉压传感器穿过滑动板。
[0009] 优选的是，所述滑动板与支柱通过轴套相连。
[0010] 优选的是，所述压头固定在拉压传感器下端。
[0011] 优选的是，所述立柱与下板固定。
[0012] 优选的是，所述液缸与支板固定。
[0013] 优选的是，所述液缸下端与手摇泵相连。
[0014] 优选的是，所述手摇泵对液缸施压。
[0015] 优选的是，所述支板在液缸的带动下上升。
[0016] 优选的是，所述岩心夹持器放在支板上。
[0017] 优选的是，所述全直径岩心通过夹持器固定。
[0018] 优选的是，通过压头对岩心施压。
[0019] 优选的是，所述岩石硬度仪机械部分通过箱体携带。
[0020] 优选的是，所述箱体集成手摇泵及数据采集系统。
[0021] 优选的是，所述数据采集系统包括拉压传感器和一台平板电脑。
[0022] 优选的是，所述数据采集系统可采集载荷与位移。
[0023] 优选的是，所述岩心夹持器采用45#钢。
[0024] 优选的是，所述压头为金刚石压头。
[0025] 优选的是，所述支板的材料为合金钢。
[0026] 优选的是，所述丝杆的材料为45#钢。
[0027] 优选的是，所述滑动板的材料为45#钢。
[0028] 本实用新型第一方面的便携式全直径岩心硬度仪的工作方式是：将液压油从注液 口注入液压腔，使液压腔内注满液体，然后关闭注液口；将岩心固定在夹持器上，置于支板 上；转动上部丝杆，使压头与岩心接触，确保岩心平稳固定；转动手摇泵向液缸施压，推动 支板向上顶，此时压头开始对岩心施加压力；岩心所受载荷与压入深度通过拉压传感器获 取，并传输到电脑上。
[0029] 本实用新型第一方面提供的便携式全直径岩心硬度仪可在钻井现场对取出的全 直径岩心进行测试，便于携带，操作方便，对于现场勘测和实验室研究数据的提取均具有很 强的必要性。
[0030] 本实用新型第一方面所提供的便携式全直径岩心硬度仪的技术方案包括上述各 部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本实用新型的保护范围。
[0031] 本实用新型的第二方面还提供一种全直径岩心硬度测量的方法，其包括如下步 骤：
[0032] a.通过注液口向液压腔内注满液体；
[0033] b.将注液口封闭；
[0034] c.转动手摇栗对液压缸施压；
[0035] d.将全直径固定在夹持器上；
[0036] e.举起岩心与压头接触；
[0037] f.转动手动栗对岩心加压；
[0038] g.压入预设的深度后停止加压，取出岩心。
[0039] 优选的是，以上步骤依次进行。
[0040] 优选的是，所述硬度仪为本实用新型第一方面所提供的便携式全直径岩心硬度 仪。
[0041] 优选的是，所述丝杆与拉压传感器相连。
[0042] 优选的是，所述上板与立柱固定。
[0043] 优选的是，所述拉压传感器与滑动板相连。
[0044] 优选的是，所述滑动板与支柱通过轴套相连。
[0045] 优选的是，所述拉压传感器可以直接将测试结果导入平板电脑。
[0046] 更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。
[0047] 本实用新型第二方面所提供的全直径岩心硬度测量的方法的技术方案包括上述 各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本实用新型的保护范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0048] 图1为按照本实用新型第一方面的便携式全直径岩心硬度仪的一优选实施例的 结构示意图；
[0049] 图2为便携式岩心硬度测试仪测试硬度时的工作示意图。
[0050] 图1、图2中数字分别表示：
[0051] 1手摇轮A 2丝杆
[0052] 3上板 4支柱
[0053] 5拉压传感器 6滑动板
[0054] 7压头 8支板
[0055] 9液缸 10下板
[0056] 11长挡板 12箱体
[0057] 13平板电脑 14手摇轮B
[0058] 15海绵 16手摇轮C
[0059] 17短挡板 18岩心夹持器
【具体实施方式】
[0060] 为了更好地理解本实用新型，下面结合附图详细描述按照本实用新型第一方面的 便携式岩心硬度测试仪结构的优选实施例。
[0061] 图1为按照本实用新型第一方面的便携式岩心硬度测试仪的优选实施例的结构 示意图，本实施例中，便携式全直径岩心硬度仪包括手摇轮A1、手摇轮B14、手摇轮C16、上 板3、滑动板6、拉压传感器5、压头7、液缸9、支板8、下板10、岩心加持器18、箱体12,其中 手摇轮A1通过丝杆2与拉压传感器5相连，拉压传感器5与压头7相连，岩心加持器18放 于支板8上，通过下部液缸9向上顶对岩心加压。
[0062] 本实施例中，所述丝杆2与拉压传感器5固定。
[0063] 本实施例中，所述上板3与立柱4固定。
[0064] 本实施例中，所述拉压传感器5与滑动板6固定。
[0065] 本实施例中，所述滑动板6与支柱4为间隙配合。
[0066] 本实施例中，所述压头7固定在滑动板6下端。
[0067] 本实施例中，所述立柱4与下板10固定。
[0068] 本实施例中，所述液缸9与支板8固定。
[0069] 本实施例中，所述手摇泵16对液缸9施压。
[0070] 本实施例中，所述支板8在液缸9的作用下上升。
[0071] 本实施例中，所述岩心夹持器18放在支板8上。
[0072] 本实施例中，通过压头7对岩心施压。
[0073] 本实施例中，所述岩石硬度仪机械部分通过箱体12携带。
[0074] 本实施例中，所述岩心夹持器18采用45#钢。
[0075] 本实施例中，所述压头7为金刚石压头。
[0076] 本实施例中，所述支板8的材料为合金钢。
[0077] 本实施例中，所述丝杆2的材料为45#钢。
[0078] 本实施例中，所述液压缸9的材料为合金钢。
[0079] 本实施例中便携式全直径岩心硬度仪的工作方式是：将岩心固定在夹持器18上， 置于支板8上；转动上部手摇轮A1，使压头7与岩心接触，确保岩心平稳固定；转动手摇轮 B1向液缸9施压，推动支板8向上顶，此时压头7开始对岩心施加压力；岩心所受载荷与压 入深度通过拉压传感器5获取，并传输到平板电脑13上。
[0080] 图2为图1所示便携式岩心硬度测试仪测量时的示意图，本实例中测量岩心硬度 的以上过程都在箱体上完成。
[0081] 更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。
[0082] 本实施例中所述的便携式岩心硬度测试仪可在钻井现场对取出的全直径岩心进 行测试，便于携带，操作方便，对于现场勘测和实验室研究数据的提取均具有很强的必要 性。本实施例所述的便携式全直径岩心硬度仪的技术方案包括上述各部分的任意组合，上 述各部分组件的简单变化或组合仍为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种便携式岩心硬度测试仪，手摇轮、拉压传感器、压头、岩心夹持器、支板、液缸从 上至下顺序相连构成测试部分，其特征是：将硬度测试仪部分、平板电脑全部整合放于箱体 中，便于携带。
2. 如权利要求1所述的便携式岩心硬度测试仪，其特征在于：通过压头及岩心夹持器 将全直径岩心固定在支板上。
3. 如权利要求1所述的便携式岩心硬度测试仪，其特征在于：所述压头通过拉压传感 器与丝杆相连。
4. 如权利要求2或3所述的便携式岩心硬度测试仪，其特征在于：所述压头为金刚石 压头。
5. 如权利要求2所述的便携式岩心硬度测试仪，其特征在于：所述岩心夹持器材料为 45# 钢。
6. 如权利要求3所述的便携式岩心硬度测试仪，其特征在于：所述拉压传感器为S型 拉压传感器。
7. 如权利要求1所述的便携式岩心硬度测试仪，其特征在于：所述箱体整合了手摇液 压泵和平板电脑。
8. 如权利要求7所述的便携式岩心硬度测试仪，其特征在于：手摇液压泵材料为合金 钢。
9. 如权利要求7所述的便携式岩心硬度测试仪，其特征在于：所述平板电脑直接与拉 压传感器相连。
【文档编号】G01N3/40GK203869975SQ201320745087
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】张广清, 李享, 翟向琳 申请人:中国石油大学(北京)