專利名稱：高溫高壓智能型膨脹性測試儀的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及石油勘探開發(fā)和工程地質(zhì)施工領域，更具體地說，涉及一種高溫高壓智能型膨脹性測試儀。
背景技術(shù)：
在石油勘探開發(fā)和工程地質(zhì)施工過程中，在室內(nèi)模擬實際地層條件下的溫度和壓力等，對粘土的膨脹性能及防膨劑的防膨效果進行測試是極為重要的。目前，國內(nèi)外現(xiàn)有的膨脹性測試儀分為常溫常壓和高溫高壓兩類。由于常溫常壓膨脹性測試儀不能模擬實際地層條件下的溫度和壓力，實驗結(jié)果不能真實地反映實際地層條件下粘土礦物的膨脹情況，因此目前廣泛使用的是高溫高壓膨脹性測試儀。
高溫高壓膨脹性測試儀分為壓力平衡式和非接觸式兩種。這兩種測試儀雖然都能夠模擬實際地層條件，但是各自也都存在著一定的缺陷。其中，壓力平衡式高溫高壓膨脹性測試儀由于采用常規(guī)的線性位移傳感器，因此為了保證測試桿與位移傳感器之間有效密封，以防止高溫高壓液體進入傳感器內(nèi)部，必須使用多個密封圈，因而造成測試桿摩擦阻力較大，進而嚴重影響測試數(shù)據(jù)的準確性。非接觸式高溫高壓膨脹性測試儀由于采用非接觸式位移傳感器，因此消除了摩擦阻力對測試數(shù)據(jù)的影響。但同時也存在著缺陷一是非接觸式位移傳感器的測試范圍為2-10毫米，最佳測試膨脹高度為4毫米，因此限制了被測樣品的厚度和膨脹量，對于膨脹量大于10毫米的樣品則無法測試。二是非接觸式傳感器的最高工作溫度為125℃，最高工作壓力為10Mpa，因此限制了模擬地層壓力溫度條件的范圍，從而限制了該種膨脹儀的使用范圍。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種不僅能夠真實模擬實際地層條件，而且結(jié)構(gòu)簡單、適用范圍廣的高溫高壓智能型膨脹性測試儀。
本實用新型提供的高溫高壓智能型膨脹性測試儀包括測試容器1、測量裝置2、與測試容器1連通的測試液注入裝置3以及數(shù)據(jù)讀取裝置4，測量裝置2包括與數(shù)據(jù)讀取裝置4連接的傳感器5、壓片6以及連接在傳感器5與壓片6之間的測試桿7，壓片6上包括至少一個浸液孔23，測試容器1包括容器主體8、分別位于容器主體8兩端的上蓋9和下蓋10、以及固定在下蓋10表面上的料杯11。
本實用新型提供的高溫高壓智能型膨脹性測試儀不僅能夠真實合理地模擬實際的地層條件對粘土的膨脹性進行測試，而且由于所提供的測試容器結(jié)構(gòu)簡單，容器主體與上蓋和下蓋能夠很容易地制造，而且可以方便地實現(xiàn)裝配和拆卸，以便于使用和更換，因此也使得整體測試儀結(jié)構(gòu)簡化，便于裝配，同時降低了制造成本。此外，所采用的傳感器不僅適用的測試范圍廣，而且由于不必保證測試桿與傳感器之間的有效密封，因此避免了測試桿所受摩擦阻力對測試數(shù)據(jù)的影響，進而能夠確保測試數(shù)據(jù)的準確性。而且，由于該測試儀可同時安裝兩個以上獨立的測試系統(tǒng)，所以可同時完成多個樣品的測試工作，或同時進行多種不同樣品間的對比實驗，因此大大提高了實驗效率，減輕了實驗人員的勞動強度。


圖1為本實用新型提供的高溫高壓智能型膨脹性測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型提供的高溫高壓智能型膨脹性測試儀的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面，結(jié)合附圖，對本實用新型進行詳細的說明。
本實用新型提供的高溫高壓智能型膨脹性測試儀包括測試容器1、測量裝置2、測試液注入裝置3以及數(shù)據(jù)讀取裝置4，如圖1所示。
其中，所述測試容器1包括容器主體8、分別位于容器主體8兩端的上蓋9和下蓋10、以及位于下蓋10的面朝測試容器內(nèi)部的表面上的料杯11。測試容器1整體可以根據(jù)需要制成各種輪廓形狀，如圓柱體形狀、四方體形狀等，優(yōu)選為圓柱體形狀。上蓋9可以與容器主體8形成一體，或者也可以單獨形成，然后再裝配到容器主體8上，優(yōu)選地，上蓋9單獨形成，然后再通過各種方式，如螺紋連接裝配到容器主體8上。上蓋9上包括孔，優(yōu)選位于其中心，用于安裝測量裝置2的傳感器5。下蓋10可以與容器主體8形成一體，或者也可單獨形成，然后再與容器主體8裝配在一起，優(yōu)選地，下蓋10單獨形成，然后再通過各種方式，如螺紋連接裝配到容器主體8上。位于下蓋10的面朝測試容器內(nèi)部的表面上的料杯11根據(jù)需要可以為各種形狀，如圓筒狀、柱狀等，以得到各種形狀的樣塊。料杯11可以與下蓋10形成一體，或者也可單獨形成，然后再裝配到下蓋10上，優(yōu)選地，料杯11單獨形成，然后再通過各種方式，如螺紋連接裝配到下蓋10上，例如，可以在下蓋10上設置凸起21，料杯11單獨形成后通過螺紋連接裝配到下蓋10的凸起21上。優(yōu)選情況下，如圖2所示，所述下蓋10的凸起21上包括至少一個連通料杯11內(nèi)部和測試容器1內(nèi)部的浸液孔22，用于使測試容器1內(nèi)的測試液從樣塊底部浸入樣塊中，因此優(yōu)選地，所述浸液孔22為多個且均勻分布于下蓋10的凸起21上，根據(jù)需要所述浸液孔可以為多種結(jié)構(gòu)和形狀。
所述測量裝置2包括傳感器5、壓片6以及連接在傳感器5與壓片6之間的測試桿7。傳感器5可以根據(jù)需要使用本領域公知的各種傳感器，優(yōu)選采用各種位移傳感器，如線性位移傳感器、非接觸式位移傳感器等，更優(yōu)選地，采用具有耐高溫高壓特性且能夠防水的線性位移傳感器，如北京京海泉傳感科技有限公司生產(chǎn)的THGA-25型線性位移傳感器。傳感器5安裝在測試容器1的上蓋9上，從而使得與傳感器5相連的測試桿7以及壓片6伸入到測試容器1中。在儀器裝配好后，所述壓片6位于料杯11中并與料杯中由樣土壓制成的樣塊表面最大程度地接觸，因此壓片6形成為與測試容器1中的料杯11相配合的形狀。此外，壓片6上還包括至少一個浸液孔23，用于使測試容器1內(nèi)的測試液從樣塊頂部浸入樣塊中，因此優(yōu)選地，所述浸液孔23為多個且均勻分布于壓片6上。傳感器5與測試桿7之間可以通過本領域公知的各種方式實現(xiàn)連接，并且由于優(yōu)選的傳感器具有耐高溫高壓特性且能夠防水，因此無需保證傳感器與測試桿連接處的密封，從而消除了測試桿的摩擦阻力，使得測試數(shù)據(jù)更為準確。而測試桿7與壓片6可以形成一體，或者也可以單獨形成，然后再裝配到壓片6上，優(yōu)選地，測試桿7與壓片6分別單獨形成，然后再通過各種方式，如螺紋連接裝配在一起。
所述測試液注入裝置3與測試容器1相連通，用于以一定的壓力將測試液注入測試容器1中，因此該測試液注入裝置3可以根據(jù)不同的需要選用各種本領域技術(shù)人員公知的能夠以一定壓力注射液體的裝置。優(yōu)選情況下，所述測試液注入裝置3包括通過管線與測試容器1連通的測試液存儲器12以及與該存儲器連接的供壓裝置13。供壓裝置13用于向測試液存儲器12提供預定的壓力，以模擬實際地層的壓力條件，因此供壓裝置13可以采用本領域公知的各種能夠提供預定壓力的裝置，如氣源、氣缸等。
優(yōu)選情況下，為了控制測試液的流入和流出，所述連接測試液存儲器12和測試容器1的管線上安裝有節(jié)流閥14，所述連接測試液存儲器12和測試容器1的管線的分支上安裝有放液閥15。當節(jié)流閥14打開時，測試液向測試容器1的流動被截斷，當節(jié)流閥14關閉時，測試液向測試容器1流動。當放液閥15打開時，可以將管線中的測試液排出。
所述數(shù)據(jù)讀取裝置4與測量裝置2的傳感器5相連接，用于顯示所測出的位移數(shù)據(jù)，并且如本領域技術(shù)人員所公知的，既可以采用普通機械式，如百分表，也可以采用電子式。優(yōu)選情況下，所述數(shù)據(jù)讀取裝置4包括順序電連接的信號放大板16、數(shù)據(jù)采集板17以及計算機18。因此當料杯11中的樣塊水化膨脹，推動壓片6及測試桿7發(fā)生位移時，傳感器5輸出的電壓發(fā)生變化，該信號通過信號放大板16傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集板17進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后通過計算機18顯示測量結(jié)果。更優(yōu)選地，所測量的結(jié)果還可以通過與計算機18電連接的輸出設備輸出。
優(yōu)選情況下，所述高溫高壓智能型膨脹性測試儀還包括套裝在測試容器1外面的加熱器20，用于對測試容器1進行加熱，以模擬實際地層的溫度條件。該加熱器20可以根據(jù)需要選用本領域公知的各種能夠?qū)崿F(xiàn)加熱功能的裝置。
下面，對本實用新型提供的高溫高壓智能型膨脹性測試儀的操作過程進行描述。首先，在將測試容器1的下蓋10裝配到容器主體8上之前，先將料杯11安裝到另外制造的底座上，該底座相對于下蓋10較為平整，以便于壓制樣塊，然后將適量樣土裝入料杯11中，將料杯11中的樣土壓制成所需的樣塊19。之后，從底座上卸下料杯11，將料杯11裝配到下蓋10上，并將下蓋10從測試容器1的底部裝配到容器主體8上，從而完成測試容器1的裝配。此時，連接在測試桿7一端的壓片6容納到料杯11中并與料杯11中的樣塊19的上表面充分接觸。然后，打開節(jié)流閥14并關閉放液閥15，向測試液存儲器12中注入測試液。接著，關閉節(jié)流閥14，通過供壓裝置13向測試液存儲器12提供實驗所規(guī)定的壓力，以使測試液進入測試容器1內(nèi)，同時打開加熱器20對測試容器1進行加熱，從而真實模擬實際地層的壓力和溫度。此時，在壓力作用下，通過管線流入測試容器1內(nèi)的測試液可通過壓片6以及下蓋10的凸起21上的浸液孔分別從樣塊的頂部和底部浸入樣塊19中，使其發(fā)生膨脹。當壓片6及測試桿7因樣塊19的膨脹而發(fā)生位移時，傳感器5輸出的電壓發(fā)生變化，該信號通過信號放大板16傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集板17進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后通過計算機18顯示出測量結(jié)果，或者還可以利用輸出設備輸出該結(jié)果。
最后需要說明的是，本實用新型所提供的高溫高壓智能型膨脹性測試儀還可以同時安裝兩個以上獨立的測試系統(tǒng)，因此可以同時完成多個樣品的測試工作，或同時進行多種不同樣品間的對比實驗，因而大大提高了實驗效率，減輕了實驗人員的勞動強度。
權(quán)利要求1.一種高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其特征在于，該測試儀包括測試容器(1)、測量裝置(2)、與測試容器(1)連通的測試液注入裝置(3)以及數(shù)據(jù)讀取裝置(4)，測量裝置(2)包括與數(shù)據(jù)讀取裝置(4)連接的傳感器(5)、壓片(6)以及連接在傳感器(5)與壓片(6)之間的測試桿(7)，壓片(6)上包括至少一個浸液孔(23)，測試容器(1)包括容器主體(8)、分別位于容器主體(8)兩端的上蓋(9)和下蓋(10)、以及固定在下蓋(10)表面上的料杯(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，傳感器(5)固定在測試容器(1)的上蓋(9)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，所述下蓋(10)通過螺紋連接裝配到容器主體(8)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，所述下蓋(10)上包括凸起(21)，料杯(11)通過螺紋連接裝配到下蓋(10)的凸起(21)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，所述下蓋(10)的凸起(21)上包括至少一個連通料杯(11)內(nèi)部和測試容器(1)內(nèi)部的浸液孔(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，所述傳感器(5)為THGA-25型線性位移傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，所述測試液注入裝置(3)包括通過管線與測試容器(1)連通的測試液存儲器(12)以及與該存儲器(12)連接的供壓裝置(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，所述連接測試液存儲器(12)和測試容器(1)的管線上安裝節(jié)流閥(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，所述連接測試液存儲器(12)和測試容器(1)的管線的分支上安裝放液閥(15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，所述數(shù)據(jù)讀取裝置(4)包括順序電連接的信號放大板(16)、數(shù)據(jù)采集板(17)以及計算機(18)，信號放大板(16)與傳感器(5)電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，所述測試儀還包括套裝在測試容器(1)外面的加熱器(20)。
專利摘要一種高溫高壓智能型膨脹性測試儀，其中，該測試儀包括測試容器、測量裝置、與測試容器連通的測試液注入裝置以及數(shù)據(jù)讀取裝置，測量裝置包括與數(shù)據(jù)讀取裝置連接的傳感器、壓片以及連接在傳感器與壓片之間的測試桿，壓片上包括至少一個浸液孔，測試容器包括容器主體、分別位于容器主體兩端的上蓋和下蓋、以及固定在下蓋表面上的料杯。本實用新型提供的高溫高壓智能型膨脹性測試儀不僅能夠真實合理地模擬實際的地層條件，而且具有適用范圍廣，測量數(shù)據(jù)準確性高，可同時完成多個樣品的測試工作等優(yōu)點。同時整體測試儀結(jié)構(gòu)簡化，便于裝配，制造成本低。
文檔編號G01N33/00GK2909257SQ20062011780
公開日2007年6月6日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者劉罡, 劉兵 申請人:荊州市創(chuàng)聯(lián)石油科技發(fā)展有限公司