专利名称：一种测定深部地层岩石断裂韧性的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于主要应用在岩石力学工程、石油工程等领域的岩石力学测试工 具，是一种在室内模拟工程条件下测试岩石断裂韧性的装置，具体涉及的是一种测定深部 地层岩石断裂韧性的装置。
背景技术：
岩石断裂韧性是判断裂缝是否进入失稳状态的一个指标，是水力压裂设计中的重 要参数。从目前我国石油工业的现状来看，绝大多数地质条件较好的油田已进入开发后期， 且已进入中高含水开发阶段，稳产和挖潜的难度愈来愈大，因此近年来一些薄、中、差的低 渗透储层开发受到了人们的极大关注。水力压裂技术作为油水井增产增注的主要措施，已 广泛应用于低渗透油气田的开发中。通过水力压裂可有效改善井底附近的渗流条件，提高 油井产能。准确地、快速地模拟深部地层的环境特点，并测定岩石的断裂韧性是正确进行水 力压裂设计的一个重要内容。但常规岩石断裂韧性测试装置只能测定室温室压条件下的岩 石断裂韧性值，基本上没有反映出地层条件下的岩石断裂韧性。
发明内容本实用新型的目的是提供一种测定深部地层岩石断裂韧性的装置，它用于解决常 规岩石断裂韧性测试装置只能测定室温室压条件下的岩石断裂韧性的问题。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是这种测定深部地层岩石断裂韧 性的装置包括两端安装有压帽的承压筒体，承压筒体内放置中空的胶皮筒，承压筒体与胶 皮筒之间构成环形的围压室，胶皮筒的两端分别与承压筒体两端的左、右压帽连接；左试样 塞穿过左压帽，二者螺纹连接，右试样塞穿过右压帽，二者螺纹连接，左试样塞、胶皮筒、右 试样塞构成长度可调的试样放置腔；左试样塞上有轴向的注液通道，承压筒体上有围压注 入孔。上述方案中左压帽通过左封头在承压筒体上固定，左封头与承压筒体螺纹连接， 右压帽通过压帽连接体固定在承压筒体上，压帽连接体与承压筒体螺纹连接，右封头与压 帽连接体螺纹连接。上述方案中右试样塞穿过压帽连接体和右封头与接头螺纹连接，接头与右封头螺 纹连接。本实用新型具有以下有益效果1、本实用新型用于岩石断裂韧性测试时，首先将地层岩石做成既定尺寸的试样， 把加工好的岩石试样放置到本实用新型中，通过外部的围压控制系统、加温系统为岩样提 供试验所需要的压力、温度环境，再注入压裂液，将岩石试样压裂，即可采集各种实验数据， 得到岩石断裂韧性值，可见，通过使用本实用新型，能够在室内模拟出地层的压力及温度情 况，并测试各种地层岩石在一定压力、温度下的岩石断裂韧性。2、本实用新型测试范围广，可以提高测试效率和测试结果精度。
3[0010]3、本实用新型使用方便、测试周期短、费用低。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新中放置试样的结构示意图。1左试样塞2左压帽3左封头4承压筒体5T形压裂胶皮筒6胶皮筒7 试样8压帽连接体9右试样塞10右封头11接头12注液通道13围压室14右 压帽15围压注入孔16试样放置腔
具体实施方式
结合附图对本实用新型做进一步说明如图1、图2所示，这种测定深部地层岩石断裂韧性的装置由承压筒体4、左试样 塞1、左压帽2、左封头3、胶皮筒6、压帽连接体8、右试样塞9、右封头10、接头11、注液通道 12、围压室13、右压帽14、围压注入孔15组成。承压筒体4是一个带有围压注入孔15的厚 壁中空管，其左端安装左压帽2，右端安装有右压帽14，承压筒体4内放置中空的胶皮筒6， 承压筒体4与胶皮筒6之间构成环形的围压室13，通过围压注入孔15可以向围压室13内 注入液压油，对装到胶皮筒6中的岩石试样7模拟施加地层围压；胶皮筒6的两端分别与承 压筒体两端的左、右压帽连接，胶皮筒6在左压帽2和右压帽14的挤压下，实现承压筒体4 与胶皮筒6之间密封；左压帽2通过左封头3在承压筒体4上固定，左封头3与承压筒体4 通过螺纹连接，右压帽14通过压帽连接体8固定在承压筒体4上，压帽连接体8通过丝扣 与承压筒体4相连接，右封头10与压帽连接体8用丝扣连接，接头11与右封头10用螺纹 连接；左试样塞1穿过左压帽2，左试样塞1通过螺纹与左压帽2连接，右试样塞9穿过右 压帽14、压帽连接体8、右封头10、接头11，右试样塞9分别与右压帽14、压帽连接体8、右 封头10、接头11通过螺纹连接；左试样塞1、胶皮筒6、右试样塞9构成试样放置腔16，通过 旋转左试样塞1及右试样塞9，可调节二个试样塞伸入胶皮筒6的深度，以调节试样放置腔 16的长度；左试样塞1上有轴向的注液通道12，岩石试样7也事先设置出孔，T形压裂胶皮 筒5装入该孔中，通过注液通道12向T形压裂胶皮筒5中注入压裂液。使用时，本实用新型首先根据岩石试样的长度，将右试样塞9调节到适当位置，如 果试样较长，右试样塞9向右调节，如果试样较短，则向左调节，尽量使试样处于胶皮筒6的 中心部分，之后将装好T形压裂胶皮筒5的试样7放入到承压筒体4中的胶皮筒6中，将左 试样塞1用丝扣安装在左压帽2上，直到将试样7固定在左试样塞1、右试样塞9和胶皮筒 6之中，从围压注入孔15向承压筒体4和胶皮筒6之间的围压室13注入液压油，为测试试 样提供地层围压，围压的大小根据试验的需求来定，当围压值稳定后，使用外部恒温箱给装 置及试样整体加载，直到试样温度达到试验要求位置，最后再通过注液通道12向T形压裂 胶皮筒5注入压裂液，直到试样7被撑裂，记录此时的注入压力，当恒温箱内装置和试样冷 却后，向左调节左试样塞1，再将左封头从承压筒体4上拆卸下来，通过左压帽2将试样抽取 出来，结束测试试验。
权利要求一种测定深部地层岩石断裂韧性的装置，其特征在于这种测定深部地层岩石断裂韧性的装置包括两端安装有压帽的承压筒体(4)，承压筒体(4)内放置中空的胶皮筒(6)，承压筒体(4)与胶皮筒(6)之间构成环形的围压室(13)，胶皮筒(6)的两端分别与承压筒体(4)两端的左、右压帽连接；左试样塞(1)穿过左压帽(2)，二者螺纹连接，右试样塞(9)穿过右压帽(14)，二者螺纹连接，左试样塞(1)、胶皮筒(6)、右试样塞(9)构成长度可调的试样放置腔(16)；左试样塞(1)上有轴向的注液通道(12)，承压筒体(4)上有围压注入孔(15)。
2.根据权利要求1所述的测定深部地层岩石断裂韧性的装置，其特征在于所述的左 压帽(2)通过左封头(3)在承压筒体(4)上固定，左封头(3)与承压筒体(4)螺纹连接，右 压帽(14)通过压帽连接体(8)固定在承压筒体(4)上，压帽连接体(8)与承压筒体(4)螺 纹连接，右封头(10)与压帽连接体(8)螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的测定深部地层岩石断裂韧性的装置，其特征在于所述的右 试样塞(9)穿过压帽连接体(8)和右封头(10)与接头(11)螺纹连接，接头(11)与右封头 (10)螺纹连接。
专利摘要本实用新型涉及的是一种测定深部地层岩石断裂韧性的装置，这种测定深部地层岩石断裂韧性的装置包括两端安装有压帽的承压筒体，承压筒体内放置中空的胶皮筒，承压筒体与胶皮筒之间构成环形的围压室，胶皮筒的两端分别与承压筒体两端的左、右压帽连接；左试样塞穿过左压帽，二者螺纹连接，右试样塞穿过右压帽，二者螺纹连接，左试样塞、胶皮筒、右试样塞构成长度可调的试样放置腔；左试样塞上有轴向的注液通道，承压筒体上有围压注入孔。通过使用本实用新型，能够在室内模拟出地层的压力及温度情况，并测试各种地层岩石在一定压力、温度下的岩石断裂韧性。
文档编号G01N3/10GK201724866SQ201020283560
公开日2011年1月26日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者李玮, 毕雪亮, 闫铁 申请人:东北石油大学