專利名稱：巖心水化強(qiáng)度測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于測定巖心在水化過程中強(qiáng)度變化的評價(jià)儀器，屬于評價(jià)鉆井液穩(wěn)定井壁時(shí)巖心水化強(qiáng)度測定儀。
目前國內(nèi)尚未建立這類評價(jià)方法和評價(jià)手段，還沒有一種能測定巖心在水化過程中，各類不同水化層巖心強(qiáng)度變化的測試儀器。在國外，美國A·J·Ritter等人設(shè)計(jì)的自動(dòng)測定巖石硬度的針入度儀，是通過探針園錐體以0.5mm/分的恒速針入巖心深度為0.3厘米，記錄在天秤上顯示力的大小，通過計(jì)算機(jī)處理出巖心的硬度。它的針入方式是采用杠桿原理，由電機(jī)恒速轉(zhuǎn)動(dòng)提升力臂來實(shí)現(xiàn)針入的。它的主要缺陷是在天秤上記錄的是力的大小，必須通過計(jì)算處理才能得出巖心的硬度；由于是提升力臂來實(shí)現(xiàn)針入，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性較差。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種測定巖心在水化過程中強(qiáng)度變化的儀器，用于分析在鉆井過程中頁巖水化強(qiáng)度的降低程度以及鉆井液抑制頁巖水化的能力，是評價(jià)鉆井液穩(wěn)定井壁新型評價(jià)方法的測試儀。
本實(shí)用新型的主要工作原理是采用低速同步電機(jī)恒速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)同步帶輪旋轉(zhuǎn)，通過同步傳動(dòng)帶去帶動(dòng)另一個(gè)裝有滑動(dòng)軸套的同步帶輪旋轉(zhuǎn)。在帶有軸套齒輪的上平面裝有一個(gè)傳動(dòng)銷，當(dāng)傳動(dòng)銷與帶有滑動(dòng)槽凸輪滑動(dòng)套嚙合時(shí)，即帶動(dòng)滑動(dòng)槽的滑動(dòng)套中間的穿有橫銷的傳動(dòng)桿旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)桿與千分尺頭聯(lián)接，當(dāng)傳動(dòng)桿旋轉(zhuǎn)時(shí)即向下位移，再推動(dòng)裝有壓力彈簧的探針向下針入。將裝有經(jīng)過水化后的巖心試樣杯平置放在裝有稱重傳感器的電子天秤上，當(dāng)恒速下移的探針與置放的試樣接觸時(shí)，電子天秤即反映出載荷。針入載荷通過稱重傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，通過D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由電路顯示板顯示出瞬時(shí)載荷；同時(shí)微型打印機(jī)繪制曲線。該曲線x軸方向表示的是試樣的當(dāng)量深度(它是時(shí)間和電機(jī)速度的函數(shù))，y軸方向表示的是試樣的強(qiáng)度，隨著不同針入試樣的深度與強(qiáng)度變化，從而分析出巖心在水化過程中，不同層位的強(qiáng)度。
本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案巖心水化強(qiáng)度測定儀主要由電子天秤(稱重傳感器)1、巖心試樣杯2、探針3、千分尺頭5、傳動(dòng)桿6、傳動(dòng)帶7、同步帶輪8、低速同步電機(jī)9及微型打印機(jī)12組成。其技術(shù)特征在于低速同步電機(jī)9與同步帶輪8聯(lián)結(jié)，通過傳動(dòng)帶7帶動(dòng)傳動(dòng)桿6旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)桿6與千分尺頭5連接，傳動(dòng)桿6旋轉(zhuǎn)即帶動(dòng)千分尺頭5旋轉(zhuǎn)向下位移，推動(dòng)裝有壓力彈簧4的探針3向下針入；水化后的巖心放入巖心試樣杯2中并平置于裝有稱重傳感器的電子天秤1上，當(dāng)恒速下移的探針3與巖心試樣接觸時(shí)電子天秤即反映載荷，載荷通過稱重傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，傳輸給微型打印機(jī)12打印繪制曲線。
本實(shí)用新型具有以下有益的效果(1)由于采用探針與巖心試樣接觸時(shí)，由電子天秤反映載荷，再通過稱重傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，所得數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確；(2)載荷電信號(hào)通過D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由電路顯示板顯示出瞬時(shí)載荷，同時(shí)模擬量的電信號(hào)傳輸給微型打印機(jī)經(jīng)過單片機(jī)處理打印出不同參數(shù)及打印繪制曲線，可直接讀出試樣的強(qiáng)度；(3)微型打印機(jī)打印繪制出的曲線，可分析出巖心在水化過程中，不同層位的強(qiáng)度。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.電子天秤(稱重傳感器)、2.巖心試樣杯、3.探針、4.壓力彈簧、5.千分尺頭、6.傳動(dòng)桿、7.傳動(dòng)帶、8.同步帶輪、9.低速同步電機(jī)、10.升降立柱、11.升降調(diào)節(jié)旋扭。
本實(shí)用新型主要用于測定巖心在水化過程中的強(qiáng)度變化。將裝有經(jīng)過水化后的巖心放入巖心試樣杯2中，并平置放在裝有稱重傳感器的電子天秤1上。接通電源，低速同步電機(jī)9轉(zhuǎn)動(dòng)，恒速帶動(dòng)同步帶輪8旋轉(zhuǎn)。通過傳動(dòng)帶7帶動(dòng)另一個(gè)裝有滑動(dòng)軸套的同步帶輪旋轉(zhuǎn)，在滑動(dòng)軸套的上平面裝有一個(gè)傳動(dòng)銷，當(dāng)傳動(dòng)銷與帶有滑動(dòng)槽的凸輪滑動(dòng)套嚙合時(shí)，即帶動(dòng)滑槽套中間的穿有槽銷傳動(dòng)桿6旋轉(zhuǎn)。當(dāng)傳動(dòng)桿6旋轉(zhuǎn)即帶動(dòng)千分尺頭5旋轉(zhuǎn)向下位移，推動(dòng)裝有壓力彈簧4的探針3向下針入。當(dāng)恒速下移的探針3與置放的巖心試樣接觸時(shí)，電子天秤即反映出載荷。根據(jù)針入不同深度和不同載荷通過電子天秤1和千分尺頭5反映出來。針入深度由千分尺頭的刻度讀??；載荷通過稱重傳感器換成電信號(hào)輸出。一路通過D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由電路顯示板顯示出瞬時(shí)載荷；同時(shí)另一路模擬量的電信號(hào)傳輸給微型打印機(jī)12，經(jīng)過單片機(jī)處理打印出不同參數(shù)及打印繪制曲線。隨著不同針入試樣的深度與強(qiáng)度變化，從而分析出巖心在水化過程中不同層位的強(qiáng)度。
權(quán)利要求1．一種巖心水化強(qiáng)度測定儀，主要由電子天秤(1)、巖心試樣杯(2)、探針(3)、千分尺頭(5)、傳動(dòng)桿(6)、傳動(dòng)帶(7)、同步帶輪(8)、低速同步電機(jī)(9)、微型打印機(jī)(12)組成，其特征在于低速同步電機(jī)(9)與同步帶輪(8)聯(lián)結(jié)，通過傳動(dòng)帶(7)帶動(dòng)傳動(dòng)桿(6)；傳動(dòng)桿(6)與千分尺頭(5)連接，傳動(dòng)桿(6)旋轉(zhuǎn)即帶動(dòng)千分尺頭(5)旋轉(zhuǎn)向下位移；恒速下移的探針(3)與巖心試樣杯(2)中的巖心接觸，電子天秤(1)即反映出載荷，載荷傳輸給微型打印機(jī)(12)打印出不同參數(shù)及打印繪制曲線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及測定巖心在水化過程中強(qiáng)度變化的儀器。它是由電子天秤、巖心試樣杯、探針、千分尺頭、傳動(dòng)桿、傳動(dòng)帶、同步帶輪、低速同步電機(jī)及微型打印機(jī)組成。其特征在于:低速同步電機(jī)與同步帶輪聯(lián)結(jié),通過傳動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)桿,傳動(dòng)桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)千分尺頭旋轉(zhuǎn)向下位移,恒速下移的探針與巖心接觸,電子天秤反映載荷,經(jīng)微型打印機(jī)打印出不同參數(shù)及繪制曲線。隨著不同針入試樣深度與強(qiáng)度變化,從而分析出巖心在水化過程中不同層位的強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G01N5/00GK2421637SQ0022267
公開日2001年2月28日 申請日期2000年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月30日
發(fā)明者侯勤立, 梁大川, 崔茂榮 申請人:西南石油學(xué)院