中心孔人工模擬巖心試件的制備模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種中心帶孔的人工模擬巖心試件的制備模具。所述的中心帶孔的人工模擬巖心試件的制備模具包括：試件上部壓頭、試件下部壓頭、巖心瓣、套筒、中心孔柱、限孔板、夯實工具、裝模底座。本發(fā)明制備方法簡便、便于操作，能夠制備中心單孔的人工模擬試件，所述中心帶孔的人工模擬試件的制備模具由前面所述的制備模具組成。
【專利說明】中心孔人工模擬巖心試件的制備模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人工模擬巖心試件的制備模具，特別是一種制備中心孔人工模擬巖心試件的制備模具。
【背景技術(shù)】
[0002]將現(xiàn)場取回的真實巖心加工成標準巖石力學性質(zhì)測試試件，其取心過程對所取試件的影響較大，即便獲得完整的巖心，損傷的影響對巖石性質(zhì)的改變亦很顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明即針對上述缺陷提供一種實驗室模擬真實巖心缺陷，中心孔人工模擬巖心試件的制備模具。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種制備中心帶孔的人工模擬巖心試件模具。
[0005]按照本發(fā)明第一方面的一套中心帶孔的人工模擬巖心試件模具包括試件上部壓頭、試件下部壓頭、巖心瓣、套筒、中心孔柱、限孔板、夯實工具、裝模底座，其中巖心瓣是裝套在套筒內(nèi)，試件下部壓頭裝套在巖心瓣組成的圓柱形空間中，中心孔柱插在試件下部壓頭中，通過與限孔板的配合使得中心孔柱豎直，巖心瓣與試件下部壓頭組合后嵌套在裝模底座中，砂漿填入巖心瓣所形成的圓柱形空間中，砂漿填入過程中需用夯實工具進行簡單壓實，砂漿填入至一定高度后，放入另一限孔板，安裝試件上部壓頭，而后，從底部取出裝模底座。
[0006]優(yōu)選的是，所述試件下部壓頭的數(shù)量為一個。
[0007]優(yōu)選的是，所述試件上部壓頭的數(shù)量為一個。
[0008]優(yōu)選的是，所述巖心瓣的數(shù)量為兩個
[0009]優(yōu)選的是，所述中心孔柱的數(shù)量為一個
[0010]優(yōu)選的是，所述限孔板的數(shù)量為兩個
[0011]優(yōu)選的是，所述套筒的數(shù)量為一個。
[0012]優(yōu)選的是，所述裝模底座的數(shù)量為一個。
[0013]優(yōu)選的是，所述夯實工具的數(shù)量為一個。
[0014]優(yōu)選的是，所述試件下部壓頭為中心帶孔(孔深一定深度)的圓柱體。
[0015]優(yōu)選的是，所述試件上部壓頭為中心帶通孔的圓柱體。
[0016]優(yōu)選的是，所述限孔板為帶通孔的圓柱形薄板。
[0017]優(yōu)選的是，所述夯實工具的壓片為中心帶有通孔的圓柱體。
[0018]優(yōu)選的是，所述巖心瓣所組成的封閉空間為圓柱體。
[0019]優(yōu)選的是，所述巖心瓣嵌套在套筒之內(nèi)，并能自由滑動。
[0020]優(yōu)選的是，所述限孔板能夠沿中心孔柱自由滑動。
[0021]優(yōu)選的是，所述中心孔柱插在試件下部壓頭中，通過與限孔板的配合使得中心孔
柱豎直。[0022]優(yōu)選的是，所述試件壓頭能夠在兩片巖心瓣組成的封閉空間內(nèi)自由沿封閉空間的軸向滑動。
[0023]優(yōu)選的是，所述裝模底座為圓柱凹臺，兩片巖心瓣組成圓柱形空間的直徑與裝模底座的最小直徑相同。
[0024]優(yōu)選的是，所述裝模底座的最大內(nèi)徑與兩片巖心瓣組成的圓柱形的最大直徑相同，兩片巖心瓣組合能夠嵌套在裝模底座中一定深度。
[0025]優(yōu)選的是，所述裝模底座的最大直徑與套筒最大直徑相同，套筒可通過巖心瓣組合的嵌套，使得套筒能夠直立在裝模底座上。
[0026]優(yōu)選的是，所述夯實工具的最大直徑略小于兩片巖心瓣所組成的圓柱形空間的直徑。
[0027]優(yōu)選的是，所述夯實工具可沿兩片巖心瓣組成的封閉空間的軸向自由滑動。
[0028]優(yōu)選的是，所述兩片巖心瓣組成的圓柱形空間用于砂漿的填充。
[0029]優(yōu)選的是，所述試件壓頭與兩片巖心瓣的配合方式為間隙配合。
[0030]優(yōu)選的是，所述中心孔柱與兩片巖心瓣的配合方式為間隙配合。
[0031]優(yōu)選的是，所述試件上部壓頭與中心孔柱的配合方式為間隙配合。
[0032]優(yōu)選的是，所述中心孔柱與限孔板的配合方式為間隙配合。
[0033]優(yōu)選的是，所述巖心瓣與套筒的配合方式為間隙配合。
[0034]優(yōu)選的是，所述試件壓頭壁面表面設(shè)有刻度線。
[0035]優(yōu)選的是，所述人工模擬試件模具的材料為304不銹鋼。
[0036]本發(fā)明第二方面提供了一套兩側(cè)平面人工模擬巖心試件模具的使用方法，其包括以下步驟:
[0037]a.根據(jù)設(shè)定好的材料配比進行材料稱量；
[0038]b.砂漿均勻混合；
[0039]c.砂漿填入試件模具；
[0040]d.填入砂漿過程中不斷用夯實工具進行簡單壓實；
[0041]e.砂漿填入到預定深度后，安裝限孔板以及試件上部壓頭；
[0042]f.將底部的裝模底座卸下；
[0043]g.將部件安裝完畢的模具放入加壓臺；
[0044]h.對模具加載預設(shè)壓力；
[0045]1.不斷補充液壓，待壓力表穩(wěn)定后，不在加壓；
[0046]j.壓力加載一定時間后，卸下模具；
[0047]k.將試件壓頭取下，待試件凝固一定時間后進行試件脫模。
[0048]1.脫模后，將試件放在陰涼處自然陰干一段時間。
[0049]優(yōu)選的是，以上步驟依次進行，在完成步驟j、步驟k、步驟I的同時，重復步驟a?步驟i，以提高人工模擬巖心試件的制備效率。
[0050]優(yōu)選的是，所述試件模具為本發(fā)明第一方面提供的一套標準人工模擬巖心模具。
[0051]優(yōu)選的是，所述人工模擬巖心試件的制備流程中，共有多套標準人工模擬巖心模具進行試件制備操作。
[0052]優(yōu)選的是，所述試件壓頭壁面表面設(shè)有刻度線。[0053]優(yōu)選的是，所述人工模擬巖心試件高度由試件壓頭的刻度線控制在一定范圍內(nèi)。
[0054]更多操作對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都是已知的，不再贅述。
[0055]本發(fā)明第二方面所提供的人工模擬巖心試件制備方法的技術(shù)方案包括上述各部分的任意組合，上述各部分組件的簡單變化或組合仍為本發(fā)明的保護范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0056]圖1為按照本發(fā)明第一方面的一套中心帶孔的人工模擬巖心試件模具的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0057]圖2為預加壓前砂漿填充完畢的模具示意圖。[0058]圖1、圖2中數(shù)字分別表示:
[0059]1-試件下部壓頭 2-試件上部壓頭
[0060]3-巖心瓣4-套筒
[0061]5-中心孔柱6-限孔板
[0062]7-夯實工具8-裝模底座
【具體實施方式】
[0063]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0064]圖1為按照本發(fā)明第一方面的一套中心帶孔的人工模擬巖心試件模具的結(jié)構(gòu)示意圖，本制備方法中，一套標準人工模擬巖心試件模具包括試件下部壓頭1、試件上部壓頭
2、巖心瓣3、套筒4、中心孔柱5、限孔板6、夯實工具7、裝模底座8。
[0065]本制備方法中，所述試件下部壓頭I的數(shù)量為一個。
[0066]本制備方法中，所述試件上部壓頭2的數(shù)量為一個。
[0067]本制備方法中，所述巖心瓣3的數(shù)量為兩個
[0068]本制備方法中，所述套筒4的數(shù)量為一個。
[0069]本制備方法中，所述中心孔柱5的數(shù)量為一個。
[0070]本制備方法中，所述限孔板6的數(shù)量為一個。
[0071]本制備方法中，所述夯實工具7的數(shù)量為一個。
[0072]本制備方法中，所述裝模底座8的數(shù)量為一個。
[0073]本制備方法中，所述巖心瓣3嵌套在套筒4之內(nèi)，并能自由滑動。
[0074]本制備方法中，所述試件下部壓頭I能夠在兩片巖心瓣3組成的封閉空間內(nèi)自由沿封閉空間的軸向滑動。
[0075]本制備方法中，所述試件上部壓頭2能夠在兩片巖心瓣3組成的封閉空間內(nèi)自由沿封閉空間的軸向滑動。
[0076]本制備方法中，所述中心孔柱5能夠通過試件上部壓頭2的通孔，可沿通孔軸向
自由滑動。
[0077]本制備方法中，所述中心孔柱5與試件下部壓頭I的孔柱配合，通過與限孔板6的配合使得中心孔柱5豎直。
[0078]本制備方法中，所述限孔板6能夠在兩片巖心瓣3組成的封閉空間內(nèi)自由沿封閉空間的軸向滑動。
[0079]本制備方法中，所述限孔板6能夠沿中心孔柱5自由滑動。
[0080]本制備方法中，所述裝模底座8為圓柱凹臺，兩片巖心瓣3組成圓柱形空間的直徑與裝模底座8的最小直徑相同。
[0081]本制備方法中，所述裝模底座8的最大內(nèi)徑與兩片巖心瓣3組成的圓柱形的最大直徑相同，兩片巖心瓣3組合能夠嵌套在裝模底座中一定深度。
[0082]本制備方法中，所述裝模底座8的最大直徑與套筒3最大直徑相同，套筒4可通過巖心瓣3組合的嵌套，使得套筒4能夠直立在裝模底座8上。
[0083]本制備方法中，所述夯實工具7的最大直徑略小于兩片巖心瓣3所組成的封閉空間的直徑。
[0084]本制備方法中，所述夯實工具7可沿兩片巖心瓣3組成的封閉空間的軸向自由滑動。
[0085]本制備方法中，所述兩片巖心瓣3組成的圓柱形空間用于砂漿的填充。
[0086]本制備方法中，所述試件壓頭1、2與兩片巖心瓣3的配合方式為間隙配合。
[0087]本制備方法中，所述中心孔柱5與兩片巖心瓣3的配合方式為間隙配合。
[0088]本制備方法中，所述試件上部壓頭2與中心孔柱5的配合方式為間隙配合。
[0089]本制備方法中，所述中心孔柱5與限孔板6的配合方式為間隙配合。
[0090]本制備方法中，所述巖心瓣3與套筒4的配合方式為間隙配合。
[0091 ] 本制備方法中，所述試件壓頭壁面表面設(shè)有刻度線。
[0092]本制備方法中，所述人工模擬試件模具的材料為304不銹鋼。
[0093]圖2為預加壓前砂漿填充完畢的模具示意圖。本制備方法中，壓力分別加載在兩個試件壓頭1、2上，對巖心瓣3內(nèi)的砂漿進行壓實。試件中多余的水分會從試件壓頭1、2和巖心瓣3之間的縫隙中流出。
[0094]本實施例所述的帶壓干鉆取心鉆頭的技術(shù)方案包括上述各部分的任意組合，上述各部分組件的簡單變化或組合仍為本發(fā)明的保護范圍。
[0095]本發(fā)明提供了 一種人工模擬巖心試件的制備方法，所述的人工模擬巖心試件的制備方法例如包括:步驟1、2、3、4、5、6、7、8。
[0096]1、根據(jù)設(shè)計的人工模擬巖心試件的配比材料的用量，進行材料的稱量。
[0097]2、稱量完畢后，將粉末材料進行干混合，粉末材料攪拌均勻后，加入I %硼酸溶液進行濕混合。
[0098]3、將攪拌好的砂漿裝入兩套標準人工模擬巖心模具，每次放入適當砂漿后，用夯實工具進行搗實，搗實過程中將裝模工具旋轉(zhuǎn)下壓，使得砂漿均勻的鋪入模具。(搗實時應(yīng)注意:搗實目的是為了不使制備的巖心中出現(xiàn)氣泡，以免影響試件強度)
[0099]4、將砂漿填充至試件壓頭進入模具一定深度后，握住模具，取下裝模底座。
[0100]5、試件加壓過程中，隨著試件的壓實，直至達到充分固結(jié)過程中，需要保持相對恒定的加載壓力，整個加載壓力過程中加載壓力的大小以及持續(xù)時間都是根據(jù)人工模擬巖心試件的相關(guān)性質(zhì)所決定的。(注意:加載壓力過程中，隨著初始設(shè)計的加載壓力值的增大，完全固結(jié)的時間也隨之推后，即應(yīng)保證全程監(jiān)控壓力變化，保持相對恒定的加載壓力)
[0101]6、待試件加載一定時間后，重復步驟I?4，進行下一組的試件填充工作。當下一組的試件填充工作完成時，加載時間達到一個小時。將模具卸下，將試件壓頭旋出后，下一組模具重復步奏4。將卸下的模具，放置一邊，待試件充分凝固后(凝固時應(yīng)注意:放置一定時間，注意避免陽光照射)，進行下一步的脫模工作。
[0102]7、試件脫模后，首先，記錄下試件的脫模時間，然后，放置陰涼處進行保養(yǎng)，等待試件表面已經(jīng)沒有水分時，對試件進行標號。將脫模后的模具清洗干凈，為下一組的試件填充過程做準備。
[0103]8、試件制作脫模完畢后，在陰涼處避光進行養(yǎng)護。
[0104]更多操作對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都是已知的，不再贅述。
[0105]本制備方法中所述的人工模擬巖心試件模具，對于人工模擬巖心試件的制備，操作簡單易行，所制備的巖心試件模擬真實巖心較為相似。
[0106]本制備方法中所述的人工模擬巖心試件制備方法的技術(shù)方案包括上述各部分的任意組合，上述各部分組件的簡單變化或組合仍為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其包括如下步驟: a.根據(jù)設(shè)定好的材料配比進行材料稱量； b.砂漿均勻混合； c.砂漿填入試件模具； d.填入砂漿過程中不斷用夯實工具進行簡單壓實； e.砂漿填入到預定深度后，安裝上部試件壓頭； f.將底部的裝模底座卸下； g.將部件安裝完畢的模具放入加壓臺； h.對模具加載預設(shè)壓力； 1.不斷補充液壓，待壓力表穩(wěn)定后，不在加壓； j.壓力加載一定時間后，卸下模具； k.將試件壓頭取下，待試件凝固一定時間后進行試件脫模。 1.脫模后，將試件放在陰涼處自然陰干一段時間。 其特征在于，以上步驟依次進行。
2.如權(quán)利要求1所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:采用中心孔人工模擬巖心試件模具制備人工模擬巖心試件。
3.如權(quán)利要求2所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述中心孔柱插在試件下部壓頭中，通過與限孔板的配合使得中心孔柱豎直。
4.如權(quán)利要求2所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述試件壓頭能夠在兩片巖心瓣組成的封閉空間內(nèi)自由沿封閉空間的軸向滑動。
5.如權(quán)利要求2所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述裝模底座為圓柱凹臺，兩片巖心瓣組成圓柱形空間的直徑與裝模底座的最小直徑相同。
6.如權(quán)利要求2所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述裝模底座的最大內(nèi)徑與兩片巖心瓣組成的圓柱形的最大直徑相同，兩片巖心瓣組合能夠嵌套在裝模底座中一定深度。
7.如權(quán)利要求5所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述裝模底座的最大直徑與套筒最大直徑相同，套筒可通過巖心瓣組合的嵌套，使得套筒能夠直立在裝模底座上。
8.如權(quán)利要求5所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述夯實工具的最大直徑略小于兩片巖心瓣所組成的圓柱形空間的直徑。
9.如權(quán)利要求2所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述夯實工具可沿兩片巖心瓣組成的封閉空間的軸向自由滑動。
10.如權(quán)利要求2所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述兩片巖心瓣組成的圓柱形空間用于砂漿的填充。
11.如權(quán)利要求4所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述試件壓頭與兩片巖心瓣的配合方式為間隙配合。
12.如權(quán)利要求4所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述中心孔柱與兩片巖心瓣的配合方式為間隙配合。
13.如權(quán)利要求4所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述試件上部壓頭與中心孔柱的配合方式為間隙配合。
14.如權(quán)利要求4所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述中心孔柱與限孔板的配合方式為間隙配合。
15.如權(quán)利要求1所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述巖心瓣與套筒的配合方式為間隙配合。
16.如權(quán)利要求2所述中心孔人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述試件壓頭壁面表面設(shè)有刻 度線。
【文檔編號】B28B3/02GK103543050SQ201310415358
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】張廣清, 陳佳敏, 潘睿 申請人:中國石油大學(北京)