夹持装置及岩心套筒
阅读：1017发布：2020-05-16
专利汇可以提供夹持装置及岩心套筒专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种夹持装置及 岩心 套筒。所述夹持装置用于夹持岩心，所述夹持装置包括：具有围压腔的围压筒；安装于所述围压腔内并用于收容所述岩心的岩心套筒，所述岩心套筒具有相对的第一端和第二端；所述第一端安装有第一堵头，所述第二端安装有第二堵头，所述岩心位于所述第一堵头和所述第二堵头之间；在所述第一堵头上设置有发射线圈；在所述第二堵头上设置有第一接 收线 圈。所述夹持装置可以通入交流电源，在其内部由所述发射线圈形成交变电 磁场 ，如此与现场作业保持一致，避免产生误差。，下面是夹持装置及岩心套筒专利的具体信息内容。
1.一种夹持装置，用于夹持岩心，其特征在于，所述夹持装置包括：
具有围压腔的围压筒；
安装于所述围压腔内并用于收容所述岩心的岩心套筒，所述岩心套筒具有相对的第一端和第二端；
所述第一端安装有第一堵头，所述第二端安装有第二堵头，所述岩心位于所述第一堵头和所述第二堵头之间；
在所述第一堵头上设置有发射线圈；
在所述第二堵头上设置有第一接收线圈。
2.如权利要求1所述的夹持装置，其特征在于：在所述第一堵头上还设置有第二接收线圈，所述第二接收线圈较所述发射线圈接近所述第二堵头。
3.如权利要求1所述的夹持装置，其特征在于：所述第一堵头具有面对所述第二堵头的第一堵头内端面，所述第一堵头内端面向着远离所述第二堵头的方向凹陷形成用于收容所述发射线圈的第一收容腔，所述第二堵头具有面对所述第一堵头的第二堵头内端面，所述第二堵头内端面向着远离所述第一堵头的方向凹陷形成用于收容所述第一接收线圈的第二收容腔。
4.如权利要求3所述的夹持装置，其特征在于：所述第一收容腔和所述第二收容腔分别密封。
5.如权利要求4所述的夹持装置，其特征在于：所述第一收容腔内设置有第一线圈柱，所述发射线圈套设在所述第一线圈柱上，所述第二收容腔内设置有第二线圈柱，所述第一接收线圈套设在所述第二线圈柱上。
6.如权利要求5所述的夹持装置，其特征在于：所述第一线圈柱上套设有第一密封圈，藉由所述第一线圈柱、所述第一密封圈以及所述第一收容腔对所述发射线圈密封；所述第二线圈柱上套设有第二密封圈，藉由所述第二线圈柱、所述第二密封圈以及所述第二收容腔对所述第一接收线圈密封。
7.如权利要求1所述的夹持装置，其特征在于：所述发射线圈通入交流电的频率为2兆赫兹。
8.如权利要求7所述的夹持装置，其特征在于：所述第一堵头和所述第二堵头的长度均为0.1米以上。
9.如权利要求7所述的夹持装置，其特征在于：所述围压筒的内径为0.2米以上。
10.一种岩心套筒，其特征在于：所述岩心套筒具有相对的第一端和第二端；
所述第一端安装有第一堵头，所述第二端安装有第二堵头；
在所述第一堵头上设置有发射线圈；
在所述第二堵头上设置有接收线圈。
夹持装置及岩心套筒
技术领域
[0002] 本发明涉及能源矿产领域，特别涉及一种岩心套筒。
背景技术
[0003] 在能源矿产领域，采收率是从油藏中能采出的石油量占地质储量的比率数，其为衡量能源矿产开发水平高低的一个重要指标。采收率的高低与许多因素有关，不但与储层岩性、物性、非均质性、流体性质以及驱动类型等自然条件有关，而且也与开发油田时所采用的开发方案有关。
[0004] 现有的开发方案多采用向地层施加电场的方式提高采收率。在开发油田之前，会通过岩心实验模拟施加电场后对采收率的影响。目前在岩心实验过程中采用电极法向岩心施加电场，即通过电极向岩心施加直流电场，而在现场作业时，采用线圈法向地层施加交变电磁场，由于施加的电场不同，导致实验室模拟的结论与现实生产作业存在一定差异，甚至导致采收率的降低。为了岩心实验的结论更加准确，需要向岩心施加交变电磁场以模拟现场作业，然而，现有的岩心实验用的夹持装置均为针对施加直流电场设计，其无法满足施加交变电磁场的需要。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明提供一种岩心实验过程中能够向岩心提供交变电磁场的夹持装置。
[0006] 本发明提供一种夹持装置，用于夹持岩心，所述夹持装置包括：具有围压腔的围压筒；安装于所述围压腔内并用于收容所述岩心的岩心套筒，所述岩心套筒具有相对的第一端和第二端；所述第一端安装有第一堵头，所述第二端安装有第二堵头，所述岩心位于所述第一堵头和所述第二堵头之间；在所述第一堵头上设置有发射线圈；在所述第二堵头上设置有第一接收线圈。
[0007] 优选地，在所述第一堵头上还设置有第二接收线圈，所述第二接收线圈较所述发射线圈接近所述第二堵头。
[0008] 优选地，所述第一堵头具有面对所述第二堵头的第一堵头内端面，所述第一堵头内端面向着远离所述第二堵头的方向凹陷形成用于收容所述发射线圈的第一收容腔，所述第二堵头具有面对所述第一堵头的第二堵头内端面，所述第二堵头内端面向着远离所述第一堵头的方向凹陷形成用于收容所述第一接收线圈的第二收容腔。
[0009] 优选地，所述第一收容腔和所述第二收容腔分别密封。
[0010] 优选地，所述第一收容腔内设置有第一线圈柱，所述发射线圈套设在所述第一线圈柱上，所述第二收容腔内设置有第二线圈柱，所述第一接收线圈套设在所述第二线圈柱上。
[0011] 优选地，所述第一线圈柱上套设有第一密封圈，藉由所述第一线圈柱、所述第一密封圈以及所述第一收容腔对所述发射线圈密封；所述第二线圈柱上套设有第二密封圈，藉由所述第二线圈柱、所述第二密封圈以及所述第二收容腔对所述第一接收线圈密封。
[0012] 优选地，所述发射线圈通入交流电的频率为2兆赫兹。
[0013] 优选地，所述第一堵头和所述第二堵头的长度均为0.1米以上。
[0014] 优选地，所述围压筒的内径为0.2米以上。
[0015] 本发明还提供一种岩心套筒，所述岩心套筒具有相对的第一端和第二端；所述第一端安装有第一堵头，所述第二端安装有第二堵头；在所述第一堵头上设置有发射线圈；在所述第二堵头上设置有接收线圈。
[0016] 本发明实施方式提供的所述夹持装置，通过在内部安装了发射线圈以形成电场，并通过设置接收线圈感应所述发射线圈产生的电场形成感应电动势，为后续实验数据分析奠定的结构的基础，进一步的，所述夹持装置可以通入交流电源，在其内部由所述发射线圈形成交变电磁场，如此与现场作业保持一致，避免产生误差。附图说明
[0017] 图1是本发明实施方式提供的夹持装置的正式图；
[0018] 图2是图1中所述夹持装置沿剖线A-A的剖视图；
[0019] 图3是图2中所述夹持装置的局部放大图。
具体实施方式
[0020] 请一并参阅图1、图2和图3，本发明实施方式提供的夹持装置100用于夹持岩心10，所述夹持装置100包括：具有围压腔14的围压筒12，安装在所述围压筒12内的岩心套筒16，设置在所述岩心套筒16内的发射线圈18和第一接收线圈20。所述岩心10能够收容在所述岩心套筒16内，并处于所述发射线圈18和所述第一接收线圈20之间，可以藉由所述发射线圈18和所述第一接收线圈20向所述岩心10施加电场。
[0021] 所述围压筒12用于收容和安装所述岩心套筒16，并通过在所述围压腔14内注入液体，以向岩心套筒16施加周向压力，以实现模拟所述岩心10处于地下时的压力状态。在本实施方式中，所述围压筒12由不锈钢材料制成，使其具有较好的机械强度和耐腐蚀性。
[0022] 所述岩心套筒16收容安装在所述围压腔14内，并且所述岩心套筒16内部收容所述岩心10。所述岩心套筒16采用柔性材料制成，在受到所述围压腔14内液体的压力之后，会将所述压力传递给所述岩心10，实现对所述岩心10模拟处于自然界状态时的周向压力状态。在本实施方式中，所述岩心套筒16的材料为橡胶，在具有较好的力传递特性之外，还具有较好的耐腐蚀性，由于橡胶为绝缘材料，使得所述岩心套筒16具有较好的安全性。
[0023] 所述岩心套筒16具有相对的第一端22和第二端24。在所述第一端22安装有第一堵头26，所述第二端24安装有第二堵头28，所述岩心10位于所述第一堵头26和所述第二堵头28之间。所述第一堵头24和所述第二堵头28会接受外部施加的压力并传递给所述岩心10，以对所述岩心10模拟处于自然界状态时的纵向压力。如此通过向所述岩心10施加周向压力和纵向压力，实现模拟所述岩心10处于自然界的状态，进而为进一步进行实验测试创造了环境基础。
[0024] 所述第一堵头26和所述第二堵头28的材料具有耐腐蚀性和较佳的机械强度。二者的材料为绝缘材料，举例为树脂、橡胶、塑料或塑钢。在本实施方式中，所述第一堵头26和所述第二堵头28采用塑料制成。
[0025] 所述发射线圈18安装在所述第一堵头26上，当所述发射线圈18接通外部电源时，其能够产生电场。所述发射线圈18与所述岩心10之间不发生电连接，从而避免所述岩心10直接通电产生电解或电渗等干扰效应。所述外部电源为交流电源，使得所述发射线圈18能够产生交变电磁场。
[0026] 所述第一接收线圈20安装在所述第二堵头28上，所述第一接收线圈20能够接收所述发射线圈18发出的电场，形成第一感应电动势，研究人员可以藉由研究所述第一感应电动势的强弱，进一步计算所述岩心10的电阻率以及其它特性。所述第一接收线圈20与所述岩心10之间不发生电连接，避免当所述发射线圈18出现漏电时，所述发射线圈18与所述第一接收线圈20之间通过所述岩心10导通。
[0027] 在本发明的一个实施方式中，在所述第一堵头26上还设置有第二接收线圈30，所述第二接收线圈30较所述发射线圈18接近所述第二堵头28。所述第二接收线圈30能够接收所述发射线圈18产生的电场，形成第二感应电动势。研究人员可以藉由所述第一感应电动势与所述第二感应电动势作比值或作相位差等运算，进一步计算出所述岩心10的电阻率。由于所述发射线圈18连接的外部电源为交流电，其产生的电场为交变电磁场，在所述交变电磁场的影响下，采用不锈钢材料制成的所述围压筒12的电子随着所述交变电磁场移动而产生了涡流效应，在不设置所述第二接收线圈30时，仅靠研究所述第一接收线圈20感应形成的所述第一感应电动势计算所述岩心10的电阻率，会受到所述涡流效应的影响。本实施方式中，通过设置所述第二接收线圈30与所述第一接收线圈20共同接收所述发射线圈18产生的所述交变电磁场，可以进一步的通过将所述第一感应电动势与所述第二感应电动势作比值或相位差，可以极大的消除所述围压筒12的所述涡流效应对实验结果的影响，进一步提高了实验测得的数据的精度。
[0028] 当然，所述第二接收线圈30的位置并不限于本实施方式中的描述，在本发明技术精髓的启示下，其还可以设置在其它位置比如设置在所述第二堵头上，只要其功能和效果与本发明相同或相似，均应涵盖于本发明保护范围内。
[0029] 在本发明的一个实施方式中，所述第一堵头26具有面对所述第二堵头28的第一堵头内端面32，所述第一堵头内端面32向着远离所述第二堵头28的方向凹陷形成用于收容所述发射线圈18的第一收容腔34。所述第二堵头28具有面对所述第一堵头26的第二堵头内端面36，所述第二堵头内端面36向着远离所述第一堵头26的方向凹陷形成用于收容所述第一接收线圈20的第二收容腔38。如此，藉由所述第一收容腔34收容所述发射线圈18，以及所述第二收容腔38收容所述第一接收线圈20，避免了在所述第一堵头26和所述第二堵头28分别向所述岩心10施加压力时，损坏所述发射线圈18和所述第一接收线圈20，进一步的，在空间上使得所述发射线圈18与所述岩心10之间隔开一定距离，避免当所述发射线圈18漏电时导致所述岩心10带电。
[0030] 在本实施方式中也可以设置前述实施方式的第二接收线圈30，所述第二接收线圈30可以与所述发射线圈18一同设置在所述第一收容腔34内，也可以与所述第一接收线圈
20一同设置在所述第二收容腔38内，优选地，将所述第二接收线圈30设置在所述第一收容腔34内。
20一同设置在所述第二收容腔38内，优选地，将所述第二接收线圈30设置在所述第一收容腔34内。
[0031] 由于在进行实验的过程中，会通过所述夹持装置100向所述岩心10注入测试用的测试液体，为了避免所述测试液体接触所述发射线圈18和所述第一接收线圈20，将所述发射线圈18和所述第一接收线圈20腐蚀，所述第一收容腔34和所述第二收容腔38分别密封，使得所述测试液体无法进入所述第一收容腔34和所述第二收容腔38。
[0032] 在本实施方式中，在所述第一收容腔34内设置有第一线圈柱40，所述发射线圈18套设在所述第一线圈柱40上，如此实现所述发射线圈18的位置固定。进一步的，所述第一线圈柱40采用绝缘材料制成，从而避免所述发射线圈18漏电致使所述夹持装置100的其它部分带电。在所述第二收容腔34内设置有第二线圈柱42，所述第一接收线圈20套设在所述第二线圈柱42上，如此实现所述第一接收线圈20的位置固定。对应于本实施方式中设置了所述第二接收线圈30时，所述第二接收线圈30可以套设在所述第一线圈柱40上，或者也可以套设在所述第二线圈柱42上。为了对所述第一收容腔34和所述第二收容腔38进行密封，在所述第一线圈柱40上套设有第一密封圈44，藉由所述第一线圈柱40、所述第一密封圈44以及所述第一收容腔34的侧壁对所述发射线圈密封，防止所述测试液体与所述发射线圈18接触。在所述第二线圈柱42上套设有第二密封圈46，藉由所述第二线圈柱42、所述第二密封圈46和所述第二收容腔38的侧壁对所述第一接收线圈20进行密封，防止所述测试液体与所述第一接收线圈20接触，而腐蚀所述第一接收线圈20。当然，在本发明技术精髓启示下，本领域技术人员可能针对所述发射线圈18和所述第一接收线圈20的固定方式以及密封方式进行变更，但只要其实现的功能以及达到的效果与本发明相同或相似，均应涵盖于本发明保护范围内。
[0033] 在本发明的一个实施方式中，所述发射线圈18通入的交流电的频率为2兆赫兹，该交流电的频率与勘探现场采用的频率相同，如此可以实现实验模拟的数据更加准确。
[0034] 为了减少所述围压筒12产生的涡流效应，所述第一堵头26和所述第二堵头28的长度为0.1米以上，所述围压筒12的内径为0.2米以上。在本实施方式中，所述第一堵头26和所述第二堵头28的长度分为为0.1米，所述围压筒12的内径为0.2米。
[0035] 在本发明的一个实施方式中，所述围压筒12分为筒盖48和筒体50。所述筒体50具有开口端52和封闭端54。所述筒盖48与所述筒体50的开口端52相螺纹连接。所述岩心套筒16从所述开口端52装入所述围压腔14。
[0036] 在所述筒盖48的中心位置设置有第一通孔54，在所述第一通孔54内设置有第一紧固件56。所述第一紧固件56与所述第一通孔54相螺纹连接，用于向所述第一堵头26施加压力，并藉由所述第一堵头26将所述压力传递给所述岩心10。在所述筒体50的封闭端54的中心位置设置有第二通孔58,在所述第二通孔58内设置有第二紧固件60。所述第二紧固件60与所述第二通孔58相螺纹连接，用于向所述第二堵头28施加压力，并藉由所述第二堵头28将所述压力传递给所述岩心10。藉由所述第一堵头26和所述第二堵头28向所述岩心10施加相反方向的压力，实现对所述岩心10模拟处于底层中的压力状态，有利于提高实验数据的准确性。
[0037] 在进行岩心实验的过程中，需要向所述岩心10注入测试液体，为了便于所述测试液体的注入，所述第一堵头26的中心位置设置有注入孔62，且所述注入孔62对应所述岩心10的中心区域，如此可以让所述测试液体流入所述岩心10可以更加均匀分布在所述岩心10各处。进一步的，为了便于所述注入孔62与外部设备连接以注入所述测试液体，所述第一紧固件56呈中空的圆筒状，所述第一堵头26背对所述第二堵头28的表面的中心区域向着远离所述第二堵头28的方向凸起，并沿着所述第一紧固件56的内壁延伸，形成第一延伸部64，所述注入孔62位于所述第一延伸部64的中心位置，并贯通整个所述第一堵头26，如此设置便于外部器材与所述注入孔62连接以注入所述测试液体。为了便于所述测试液体的流出，所述第二堵头28的中心位置设置有流出孔66，且所述流出孔66对应所述岩心10的中心区域，如此可以让所述测试液体更加均匀的流出所述岩心10。进一步的，为了便于所述流出孔66与外部设备连接以回收所述测试液体，所述第二紧固件60呈中空的圆筒状，所述第二堵头28背对所述第一堵头26的表面的中心区域向着远离所述第一堵头26的方向凸起，并沿着所述第二紧固件60的内壁延伸，并形成第二延伸部68，所述流出孔66为与所述第二延伸部68的中心位置，并贯穿整个所述第二堵头28，如此设置可以便于所述流出孔66与外部设备连接。
[0038] 对应于前述实施方式，当所述第一堵头26上设置有所述第一线圈柱40时，所述注入孔62贯穿所述第一堵头26以及所述第一线圈柱40，如此注入的所述测试液体可以经由所述第一堵头26和所述第一线圈柱40形成的所述注入孔62进入所述岩心10。当所述第二堵头28上设置有所述第二线圈柱42时，所述流出孔66贯穿所述第二堵头28以及所述第二线圈柱42，如此所述测试液体可以经由所述第二线圈柱42和所述第二堵头28形成的流出孔66流出所述岩心10。
[0039] 当然，所述第一紧固件56和所述第一堵头26的结构并不限于本实施方式中的描述，二者结合所述注入孔62的设计还可以有其它的设计方案，如所述注入孔62贯穿所述第一紧固件56和所述第一堵头26，如此便无需所述第一延伸部64。本领域技术人员在本发明的技术启示下，还可能做出其它变更，但只要其功能和效果与本发明相同或相似，均应涵盖于本发明保护范围内。同样所述第二紧固件60和所述第二堵头28也可以有同前的技术变更，在此限于篇幅不再详细描述。
[0040] 所述筒体50上设置有围压腔开口70，用于与外部设备连接向所述围压腔14内注入液体，所述液体能够向所述岩心套筒16施加周向压力，实现对所述岩心10施加周向压力。在本实施方式中，所述围压腔开口70设置在所述筒体50的侧壁上。当然，所述围压腔开口70的位置并不限于所述筒体50的侧壁，其还可以设置在所述筒盖48上等，本领域技术人员还可能做出其它变更，当只要其功能和效果与本发明相同或相似均应涵盖于本发明保护范围内。
[0041] 本发明实施方式提供的所述夹持装置，通过在内部安装了发射线圈以形成电场，并通过设置接收线圈感应所述发射线圈产生的电场形成感应电动势，为后续实验数据分析奠定的结构的基础，进一步的，所述夹持装置可以通入交流电源，在其内部由所述发射线圈形成交变电磁场，如此与现场作业保持一致，避免产生误差。
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