本發(fā)明涉及石油地質(zhì)研究領(lǐng)域，特別涉及一種巖芯夾持器。

背景技術(shù)：

在石油地質(zhì)研究領(lǐng)域中，ct掃描技術(shù)已廣泛應(yīng)用于巖石的非均質(zhì)性表征、孔隙結(jié)構(gòu)描述以及多相流體滲流行為刻畫等。在非常規(guī)油氣儲(chǔ)集空間研究中，泥頁巖中的層理面、微裂縫被視為重要的儲(chǔ)集空間，其與基質(zhì)孔隙的連通特征是研究頁巖油氣富集高產(chǎn)的重要方面，如何有效定量刻畫泥頁巖多尺度孔隙的非均質(zhì)性、儲(chǔ)集能力和連通特性是當(dāng)前的難點(diǎn)。傳統(tǒng)的工業(yè)ct受限于分辨率，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)泥頁巖紋層、微裂縫及微孔隙的精細(xì)表征，目前已有研究開始嘗試?yán)秒瘹獬渥l件下的納米ct掃描來實(shí)現(xiàn)致密巖芯孔隙結(jié)構(gòu)及其連通性的表征，試樣尺寸限于mm級(jí)，但如何對(duì)小樣品進(jìn)行方便的固定、裝卸等還未有配套的夾持器。

另外，頁巖層理顯著，結(jié)構(gòu)變化明顯，研究中均希望能夠?qū)^長(zhǎng)的巖芯進(jìn)行觀察，但由于ct掃描的視域有限，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)巖芯的一次掃描，因此有必要設(shè)計(jì)高度可調(diào)的夾持器，通過一個(gè)長(zhǎng)巖芯不同部位的掃描來實(shí)現(xiàn)非均質(zhì)性表征。

此外，泥頁巖中的束縛水往往占據(jù)無機(jī)孔隙吼道位置，可對(duì)連通性起重要影響，如何結(jié)合泥頁巖中束縛水的賦存來評(píng)價(jià)氣體充注條件下頁巖孔隙的連通性也具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)存在的問題，為方便實(shí)現(xiàn)mm級(jí)巖芯樣品的夾持，并實(shí)現(xiàn)ct掃描中巖芯樣品在含水條件以及不同部位的掃描，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種巖芯夾持器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種巖芯夾持器，包括：中空容器；與中空容器相連通的夾持組件。其中，夾持組件包括延伸出中空容器的夾持管和能夠在夾持管內(nèi)相對(duì)于夾持管滑動(dòng)的彈性支撐部件，彈性支撐部件的底部與中空容器的底壁相連，巖 心樣品位于彈性支撐部件的頂部和夾持管的頂壁之間。

在本發(fā)明的巖芯夾持器中，中空容器用于為巖芯樣品提供試驗(yàn)所需的氣體充注條件、液體充注條件，從而保證對(duì)巖芯樣品更好地ct掃描效果，進(jìn)而提高更好地觀察和檢測(cè)巖芯樣品的孔隙結(jié)構(gòu)及其連通性等表征；而夾持組件用于實(shí)現(xiàn)對(duì)巖芯樣品的夾持作用，在本發(fā)明中，巖芯樣品位于彈性支撐部件的頂部和夾持管的頂壁之間，并且彈性支撐部件可相對(duì)于夾持管滑動(dòng)，即巖芯樣品一方面在彈性支撐部件自身的彈性與夾持管的頂壁的共同作用下被限定了縱向自由度，另一方面巖芯樣品在夾持管的側(cè)壁的作用下被限定了橫向自由度，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)巖芯樣品的調(diào)節(jié)與固定。本發(fā)明的彈性支撐部件自身的彈性可適應(yīng)不同長(zhǎng)度的巖芯樣品，因此避免了現(xiàn)有技術(shù)中的夾持器對(duì)較長(zhǎng)的巖芯樣品進(jìn)行夾持限制的缺陷。

在一些實(shí)施方案中，彈性支撐部件包括固定在中空容器的底壁的彈性件和與彈性件相連的支撐桿，巖心樣品位于支撐桿與夾持管的頂壁之間。優(yōu)選地，彈性件包括空心筒和位于空心筒內(nèi)的彈簧，彈簧與支撐桿相連。在該方案中，彈簧可帶動(dòng)支撐桿在夾持管內(nèi)滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)巖芯樣品的固定。

在一些實(shí)施方案中，彈簧與支撐桿相連的位置處設(shè)置有密封圈。該密封圈可用于約束支撐桿，同時(shí)也方便支撐桿的插拔更換。

在一些實(shí)施方案中，夾持管由聚醚醚酮樹脂制成。聚醚醚酮樹脂是一種具有耐高溫、自潤(rùn)滑、易加工和高機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)異性能的特種工程塑料，其具有很強(qiáng)的ct穿透性，可最大程度避免x射線硬化，因而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)巖芯樣品各個(gè)表征更好地檢測(cè)。

在一些實(shí)施方案中，中空容器還包括位于中空容器的底壁的放液孔。通過放液孔可對(duì)中空容器內(nèi)注入鹽水或其他液體，從而對(duì)巖芯樣品進(jìn)行濕度平衡。

在一些實(shí)施方案中，中空容器的側(cè)壁上還設(shè)置有進(jìn)氣閥和排氣閥。進(jìn)氣閥用于對(duì)中空容器注氣，主要是氙氣，有助于提高ct成像分辨率，并觀察孔隙連通性。在一些實(shí)施方案中，夾持管與中空容器通過兩級(jí)密封螺絲進(jìn)行密封。

在一些實(shí)施方案中，巖芯夾持器還包括與中空容器滑動(dòng)連接的底座。優(yōu)選地，中空容器在沿朝向底座的方向上貫穿式設(shè)置有定位孔，底座上設(shè)置有與定位孔相配合的滑杠。在滑杠移動(dòng)方向上實(shí)現(xiàn)中空容器的高度的調(diào)節(jié)，該滑杠可利用例如定位螺母進(jìn)行鎖死固定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的巖芯夾持器利用易于拆換的彈簧和支撐桿，可方 便實(shí)現(xiàn)不同長(zhǎng)度mm級(jí)巖芯樣品的夾持；中空容器內(nèi)可實(shí)現(xiàn)氣體和液體的充注，可用來對(duì)巖芯樣品進(jìn)行濕度平衡，從而開展束縛水對(duì)巖芯樣品孔隙連通性的研究；滑杠與定位孔的共同作用可實(shí)現(xiàn)巖芯樣品的高度可調(diào)，從而達(dá)到對(duì)巖芯樣品，尤其是長(zhǎng)巖芯樣品不同部位的掃描。

附圖說明

在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的巖芯夾持器的結(jié)構(gòu)的主視示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的巖芯夾持器的結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

這里所介紹的細(xì)節(jié)是示例性的，并僅用來對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行例證性討論，它們的存在是為了提供被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。關(guān)于這一點(diǎn)，這里并沒有試圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)作超出于基本理解本發(fā)明所需的程度的介紹，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過說明書及其附圖可以清楚地理解如何在實(shí)踐中實(shí)施本發(fā)明的幾種形式。

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明提供的巖芯夾持器100的結(jié)構(gòu)示意圖。該巖芯夾持器100包括：中空容器10和與中空容器10相連通的夾持組件。其中，夾持組件包括延伸出中空容器10的夾持管21和能夠在夾持管21內(nèi)相對(duì)于夾持管21滑動(dòng)的彈性支撐部件，彈性支撐部件的底部與中空容器10的底壁相連，巖心樣品30位于彈性支撐部件的頂部和夾持管21的頂壁之間。

在如圖1所示的實(shí)施例中，彈性支撐部件包括固定在中空容器10的底壁的彈性件24和與彈性件24相連的支撐桿22，巖心樣品30位于支撐桿22與夾持管21的頂壁之間。優(yōu)選地，彈性件24包括空心筒23和位于空心筒23內(nèi)的彈簧，彈簧與支撐桿22相連。在該方案中，彈簧可帶動(dòng)支撐桿22在夾持管21內(nèi)滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)巖芯樣品30的固定。

優(yōu)選地，彈簧與支撐桿22相連的位置處設(shè)置有密封圈25。該密封圈25可用于約束支撐桿22，同時(shí)也方便支撐桿22的插拔更換。此外，夾持管21與中空容 器10通過兩級(jí)密封螺絲26進(jìn)行密封。

根據(jù)本發(fā)明，夾持管21由聚醚醚酮樹脂制成。聚醚醚酮樹脂是一種具有耐高溫、自潤(rùn)滑、易加工和高機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)異性能的特種工程塑料，其具有很強(qiáng)的ct穿透性，可最大程度避免x射線硬化，因而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)巖芯樣品30各個(gè)表征更好地檢測(cè)。

如圖1所示，中空容器10還包括位于中空容器10的底壁的放液孔11。通過放液孔11可對(duì)中空容器10內(nèi)注入鹽水或其他液體，從而保證巖芯樣品30的濕度平衡。

如圖2所示，中空容器10的側(cè)壁上還設(shè)置有進(jìn)氣閥14和排氣閥15。進(jìn)氣閥14和排氣閥15用于對(duì)中空容器10注氣或放氣，從而保證ct掃描結(jié)果的準(zhǔn)確性。

另外，巖芯夾持器100還包括與中空容器10滑動(dòng)連接的底座40。優(yōu)選地，中空容器10在沿朝向底座40的方向上貫穿式設(shè)置有定位孔12，底座40上設(shè)置有與定位孔12相配合的滑杠41。在滑杠41移動(dòng)方向上實(shí)現(xiàn)中空容器10的高度的調(diào)節(jié)，該滑杠41可利用例如定位螺母42進(jìn)行鎖死固定。

在本發(fā)明的巖芯夾持器100中，中空容器10用于為巖芯樣品30提供試驗(yàn)所需的氣體充注條件、液體充注條件進(jìn)而提高觀察和檢測(cè)巖芯樣品30的孔隙結(jié)構(gòu)及其連通性等表征的準(zhǔn)確性；而夾持組件用于實(shí)現(xiàn)對(duì)巖芯樣品30的夾持作用，在本發(fā)明中，巖芯樣品30位于彈性支撐部件的頂部和夾持管21的頂壁之間，并且彈性支撐部件可相對(duì)于夾持管21滑動(dòng)，即巖芯樣品30一方面在彈性支撐部件自身的彈性與夾持管的頂壁的共同作用下被限定了縱向自由度，另一方面巖芯樣品30在夾持管21的側(cè)壁的作用下被限定了橫向自由度，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)巖芯樣品30的調(diào)節(jié)與固定。本發(fā)明的彈性支撐部件自身的彈性可適應(yīng)不同長(zhǎng)度的巖芯樣品30，因此避免了現(xiàn)有技術(shù)中的夾持器對(duì)較長(zhǎng)的巖芯樣品進(jìn)行夾持限制的缺陷。

在一個(gè)實(shí)施例中，制作例如一個(gè)2mm的巖芯夾持器100，夾持管21的內(nèi)徑為2.2mm，外徑為6mm，長(zhǎng)度為10cm。支撐桿22的材料采用有機(jī)玻璃pmma，直徑為1.5mm，長(zhǎng)度為10cm。中空容器10采用不銹鋼材料，內(nèi)徑為3cm，壁厚為6mm，高度為4cm。頂部螺紋口為20mm。中空容器10的定位孔12的直徑為3mm?？招耐?3材料采用不銹鋼，內(nèi)徑為4mm，壁厚為1mm，通過底部o型圈與中空容器20底部下沉孔13實(shí)現(xiàn)隔開?；?1材料為不繡鋼材料，直徑為3mm，高度為5cm，定位螺母42位置距離中空容器10底部1cm處。底座40厚度為4mm。 彈簧采用碳素鋼絲材質(zhì)，長(zhǎng)度為2cm，彈簧絲直徑為0.5mm，彈簧內(nèi)徑2mm，有效圈數(shù)為10圈。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的巖芯夾持器100利用易于拆換的彈簧和支撐桿22，可方便實(shí)現(xiàn)不同長(zhǎng)度mm級(jí)巖芯樣品30的夾持；中空容器10內(nèi)可實(shí)現(xiàn)氣體和液體的充注，從而開展束縛水對(duì)巖芯樣品30孔隙連通性的研究；滑杠41與定位孔12的共同作用可實(shí)現(xiàn)巖芯樣品30的高度可調(diào)，從而達(dá)到對(duì)巖芯樣品30，尤其是長(zhǎng)巖芯樣品30不同部位的掃描。

應(yīng)注意的是，前面所述的例子僅以解釋為目的，而不能認(rèn)為是限制了本發(fā)明。雖然已經(jīng)根據(jù)示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而應(yīng)當(dāng)理解，這里使用的是描述性和說明性的語言，而不是限制性的語言。在當(dāng)前所述的和修改的所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的范圍中，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改變。盡管這里已經(jīng)根據(jù)特定的方式、材料和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不僅限于這里公開的細(xì)節(jié)；相反，本發(fā)明可擴(kuò)展到例如在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有等同功能的結(jié)構(gòu)、方法和應(yīng)用。