岩心夹持机构

1.一种岩心夹持机构，其特征在于：所述的岩心夹持机构有一个圆柱形的夹持器筒体(1-10)，筒体内孔为锥形，该锥形与对开锥形套(1-11)的外壁吻合，筒体的一端有外螺纹，连接上覆压力缸(1-3)，另一端为内螺纹，连接端套(1-16)，对开锥形套(1-11)内孔为圆柱形，其内有薄壁哈氏合金筒(1-12)，薄壁哈氏合金筒(1-12)的外壁为圆柱形且与对开锥形套(1-11)内孔吻合，对开锥形套(1-11)的大头段有外螺纹，并用紧固螺母(1-1)紧固；薄壁哈氏合金筒(1-12)内装实验岩心(1-9)，岩心(1-9)的上游端面与上覆压力堵头(1-5)接触，上覆压力堵头(1-5)伸出上覆压力缸(1-3)，下游端面与下游堵头(1-15)接触，下游堵头(1-15)伸出端套(1-16)，上覆压力堵头(1-5)由三段不同直径的圆柱体组成，右段与岩心(1-9)接触，直径等于岩心(1-9)的直径，中段与上覆压力缸(1-3)内壁接触，直径最大，左段直径最小并从上覆压力缸(1-3)内伸出；上覆压力堵头(1-5)的中心有一通孔，外端为岩心夹持机构入口(1-4)，内端连接岩心(1-9)的上游端面，所述的下游堵头(1-15)由两段不同直径的圆柱体组成，左段与岩心(1-9)接触，直径等于岩心(1-9)的直径，右段直径小于左段，并从挡块(1-13)和端套(1-16)内伸出，下游堵头(1-15)的中心有一通孔，外端为岩心夹持机构出口(1-14)；挡块(1-13)挡在对开锥形套(1-11)和端套(1-16)之间，所述的上覆压力堵头(1-5)上设置有上覆压力入口(1-2)，所述的岩心夹持机构的外部设置有加温机构，加温机构包括加热瓦(2-1)和保温层(2-2)，上覆压力堵头(1-5)和下游堵头(1-15)与薄壁哈氏合金筒(1-12)之间均有密封件(1-8)，上覆压力堵头(1-5)与上覆压力缸(1-3)内壁之间有第一O型圈(1-7)，上覆压力堵头(1-5)的外壁与上覆压力缸(1-3)之间有第二O型圈(1-6)。

岩心夹持机构\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种石油、地质、勘探行业进行成岩作用模拟实验的夹持机构，具体地说是一种岩心夹持机构。\n背景技术\n[0002] 为了模拟实际地层埋藏成岩过程中，压实作用下储层物性参数的连续变化情况，利用不同的现代沉积物样品，对砂岩机械压实作用模拟实验是一种主要途径，其中岩心夹持机构是实验过程中必不可少的部件。现有的岩心夹持器大多由外壳、橡胶筒、岩心左顶头、岩心右顶头、左固定套筒、右固定套筒、左紧固套筒、右紧固套筒和固定支架构成。整个夹持器及内部部件均为圆柱筒体，试验时不仅岩心的取放困难，最主要的是受力问题，由于实验大多是由入口加入流体或气体，岩心夹持机构承受较大的作用力，容易对岩心夹持机构造成损害，同时，岩心夹持机构的耐高温、耐腐蚀性均较差，因而影响了实验指标的测定。\n同时，现有仪器使用的仍为常规流动实验用的哈氏岩心夹持器，它使用橡胶筒配合液压来夹持岩心，由于橡胶的耐温最高250℃(短暂使用)，所以就限制了仪器的最高试验温度，在高温下橡胶会软化，软化的橡胶在高压下会发生蠕变，所以又限制了仪器的最高实验压力。\n因此开发功能完备，各项技术指标以及仪器整体防腐性能优异的模拟装置成为必然。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的在于提供一种成岩作用模拟实验装置中使用的岩心夹持机构，保证实验结果的准确性。\n[0004] 本发明的技术方案为：一种岩心夹持机构，所述的岩心夹持机构有一个圆柱形的夹持器筒体，筒体内孔为锥形，该锥形与对开锥形套的外壁吻合，筒体的一端有外螺纹，连接上覆压力缸，另一端为内螺纹，连接端套，对开锥形套内孔为圆柱形，其内有薄壁哈氏合金筒，薄壁哈氏合金筒的外壁为圆柱形且与对开锥形套内孔吻合，对开锥形套的大头段有外螺纹，并用紧固螺母紧固；薄壁哈氏合金筒内装实验岩心，岩心的上游端面与上覆压力堵头接触，上覆压力堵头伸出上覆压力缸，下游端面与下游堵头接触，下游堵头伸出端套。\n[0005] 优选的是：上覆压力堵头由三段不同直径的圆柱体组成，右段与岩心接触，直径等于岩心的直径，中段与上覆压力堵头内壁接触，直径最大，左段直径最小并从上覆压力缸内伸出；上覆压力堵头的中心有一通孔，外端为岩心夹持机构入口，内端连接岩心的上游端面。\n[0006] 优选的是：所述的下游堵头由两段不同直径的圆柱体组成，左段与岩心接触，直径等于岩心的直径，右段直径小于左段，并从挡块和端套内伸出，下游堵头的中心有一通孔，外端为岩心夹持机构出口；挡块挡在对开锥形套和端套之间。\n[0007] 优选的是：所述的上覆压力堵头上设置有上覆压力入口。\n[0008] 优选的是：所述的岩心夹持机构的外部设置有加温机构，加温机构包括加热瓦和保温层。\n[0009] 优选的是：上覆压力堵头和下游堵头与薄壁哈氏合金筒之间均有密封件。\n[0010] 优选的是：上覆压力堵头与上覆压力缸内壁之间有有第一O型圈。\n[0011] 优选的是：上覆压力堵头的外壁与上覆压力缸之间有第二O型圈。\n[0012] 本发明的有益效果为：1、用薄壁哈氏合金筒代替橡胶筒，解决了橡胶筒的耐温、耐压问题，同时哈氏合金是目前为止耐酸碱最好的金属合金，也解决了防腐的问题；2、对开锥形套的作用是与夹持器筒体的内孔贴合形成承压体，在对内禁锢薄壁哈氏合金筒的同时支撑薄壁哈氏合金筒内的高压，对开的设计又便于装填岩心的操作；3、上覆压力缸和上覆压力堵头的设计保证了实验中上覆压力的施加于控制；4、加热瓦和保温层的长度只包裹在从上覆压力缸右端开始的夹持器筒体上，在保证岩心的实验温度的同时又避免了上覆压力系统温度过高，避免了上覆压力系统内的O型圈在高温下失效的风险。\n附图说明\n[0013] 图1为本发明岩心夹持机构的结构示意图\n具体实施方式\n[0014] 下面结合附图说明本发明的具体实施方式：\n[0015] 一种岩心夹持机构，所述的岩心夹持机构有一个圆柱形的夹持器筒体1-10，筒体内孔为锥形，该锥形与对开锥形套1-11的外壁吻合，筒体的一端有外螺纹，连接上覆压力缸1-3，另一端为内螺纹，连接端套1-16，对开锥形套1-11内孔为圆柱形，其内有薄壁哈氏合金筒1-12，薄壁哈氏合金筒1-12的外壁为圆柱形且与对开锥形套1-11内孔吻合，对开锥形套1-11的大头段有外螺纹，并用紧固螺母1-1紧固；薄壁哈氏合金筒1-12内装实验岩心1-9，岩心1-9的上游端面与上覆压力堵头1-5接触，上覆压力堵头1-5伸出上覆压力缸\n1-3，下游端面与下游堵头1-15接触，下游堵头1-15伸出端套1-16。\n[0016] 上覆压力堵头1-5由三段不同直径的圆柱体组成，右段与岩心1-9接触，直径等于岩心1-9的直径，中段与上覆压力堵头1-5内壁接触，直径最大，左段直径最小并从上覆压力缸1-3内伸出；上覆压力堵头1-5的中心有一通孔，外端为岩心夹持机构入口1-4，内端连接岩心1-9的上游端面。\n[0017] 所述的下游堵头1-15由两段不同直径的圆柱体组成，左段与岩心1-9接触，直径等于岩心1-9的直径，右段直径小于左段，并从挡块1-13和端套1-16内伸出，下游堵头\n1-15的中心有一通孔，外端为岩心夹持机构出口1-14；挡块1-13挡在对开锥形套1-11和端套1-16之间。\n[0018] 所述的上覆压力堵头1-5上设置有上覆压力入口1-2。\n[0019] 所述的岩心夹持机构的外部设置有加温机构，加温机构包括加热瓦2-1和保温层\n2-2。\n[0020] 上覆压力堵头1-5和下游堵头1-15与薄壁哈氏合金筒1-12之间均有密封件1-8。\n[0021] 上覆压力堵头1-5与上覆压力缸1-3内壁之间有有第一O型圈1-7。\n[0022] 上覆压力堵头1-5的外壁与上覆压力缸1-3之间有第二O型圈1-6。\n[0023] 使用本发明可以进行以下实验：\n[0024] 1)能模拟高温高压条件下各种流体与岩石动静态接触时对岩石的成岩作用，如酸性成岩作用、碱性成岩作用、溶蚀作用等；\n[0025] 2)能模拟测试压实作用对成岩过程的影响；\n[0026] 3)能在成岩模拟的过程中动态监测岩心渗透率的变化，孔隙度的变化；\n[0027] 4)能在成岩模拟的过程中动态监测流体成分的变化；