一種各向異性材料的取芯方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及各向異性【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種各向異性材料的取芯方法。該方法包括：在各向異性材料的取芯面標(biāo)注第一帶方向的直線；對(duì)各向異性材料進(jìn)行取芯，得到第一試樣；第一試樣的端面留有第一帶方向的直線，側(cè)面為曲面；在第一試樣的端面標(biāo)注第二帶方向的直線；基于第二帶方向的直線的延長線，在第一試樣的曲面標(biāo)注取芯標(biāo)記；基于取芯標(biāo)記，對(duì)第一試樣進(jìn)行取芯，得到第二試樣。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)各向異性材料的取芯，有利于材料各向異性的試驗(yàn)研究。
【專利說明】一種各向異性材料的取芯方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及各向異性【技術(shù)領(lǐng)域】，主要適用于各向異性材料的取芯方法。
【背景技術(shù)】
[0002]各向異性是指物體的全部或部分物理、化學(xué)等性質(zhì)隨方向的不同而各自表現(xiàn)出一定差異的特性。各向異性材料在自然界中廣泛存在，如晶體、木材、沉積巖等。此外，滿足各種不同需求的人造復(fù)合材料也是各向異性的。因此，對(duì)各向異性材料的研究有著重要的理論與實(shí)際意義。
[0003]從不同的方向?qū)Ω飨虍愋圆牧线M(jìn)行物理、化學(xué)、力學(xué)等方面的測試，是研究材料各向異性的有效手段，因此，準(zhǔn)確地制備不同方向的試樣是順利開展試驗(yàn)的前提。但是，目前并沒有針對(duì)各向異性材料的取芯方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種各向異性材料的取芯方法，它能夠?qū)Ω飨虍愋圆牧线M(jìn)行取芯。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種各向異性材料的取芯方法，包括:
[0006]在各向異性材料的取芯面標(biāo)注第一帶方向的直線；
[0007]對(duì)所述各向異性材料進(jìn)行取芯，得到第一試樣；所述第一試樣的端面留有所述第一帶方向的直線，側(cè)面為曲面；
[0008]在所述第一試樣的端面標(biāo)注第二帶方向的直線；
[0009]基于所述第二帶方向的直線的延長線，在所述第一試樣的曲面標(biāo)注取芯標(biāo)記；
[0010]基于所述取芯標(biāo)記，對(duì)所述第一試樣進(jìn)行取芯，得到第二試樣。
[0011]進(jìn)一步地，所述對(duì)所述各向異性材料進(jìn)行取芯，包括:垂直于所述各向異性材料的取芯面，對(duì)所述各向異性材料進(jìn)行取芯。
[0012]進(jìn)一步地，所述在所述第一試樣的端面標(biāo)注第二帶方向的直線，包括:通過量角器在所述第一試樣的端面標(biāo)注所述第二帶方向的直線；所述第二帶方向的直線與所述第一帶方向的直線之間呈預(yù)定的夾角；所述夾角的角度由具體取芯需求而定。
[0013]進(jìn)一步地,還包括:
[0014]在所述第一試樣的端面，標(biāo)注所述第二帶方向的直線的平行線，使所述平行線在所述第一試樣的端面的中間位置；
[0015]所述基于第二帶方向的直線的延長線，在第一試樣的曲面標(biāo)注取芯標(biāo)記，包括:基于所述第二帶方向的直線的平行線的延長線，在所述第一試樣的曲面標(biāo)注所述取芯標(biāo)記。
[0016]進(jìn)一步地，所述基于取芯標(biāo)記，對(duì)第一試樣進(jìn)行取芯，得到第二試樣，包括:基于所述取芯標(biāo)記，垂直于所述第一試樣的曲面，對(duì)所述第一試樣進(jìn)行取芯，得到所述第二試樣。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:
[0018]本發(fā)明提供的各向異性材料的取芯方法，先在各向異性材料的取芯面標(biāo)注帶方向的直線，對(duì)各向異性材料進(jìn)行取芯，得到端面留有帶方向的直線、側(cè)面為曲面的第一試樣；再在第一試樣的端面標(biāo)注其他帶方向的直線，并基于其他帶方向的直線，從第一試樣的側(cè)面進(jìn)行取芯，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各向異性材料的取芯，有利于材料各向異性的試驗(yàn)研究。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的各向異性材料的取芯方法的流程圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中各向異性材料的端面的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的各向異性材料的取芯方法的【具體實(shí)施方式】及工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的各向異性材料的取芯方法，包括:
[0023]步驟SllO:在各向異性材料的取芯面標(biāo)注第一帶方向的直線；
[0024]步驟S120:垂直于各向異性材料的取芯面，對(duì)各向異性材料進(jìn)行取芯，得到第一試樣；第一試樣的端面留有第一帶方向的直線，側(cè)面為曲面；這里需要說明的是，在本實(shí)施例中，第一帶方向的直線可以是一條帶方向的直線，也可以是多條相互平行的帶方向的直線且方向一致。無論是一條帶方向的直線還是多條帶方向的直線，只要保證取芯得到的第一試樣的端面留有帶方向的直線即可。
[0025]步驟S130:在第一試樣的端面標(biāo)注第二帶方向的直線；
[0026]在本實(shí)施例中，本步驟具體包括:
[0027]通過量角器在第一試樣的端面標(biāo)注第二帶方向的直線；第二帶方向的直線與第一帶方向的直線之間呈預(yù)定的夾角；夾角的角度由具體取芯需求而定，在O度-360度之間。
[0028]步驟S140:基于第二帶方向的直線的延長線，在第一試樣的曲面標(biāo)注取芯標(biāo)記；其中，取芯標(biāo)記可以包括:標(biāo)記點(diǎn)、第一試樣的曲面的母線等。
[0029]步驟S150:基于取芯標(biāo)記，對(duì)第一試樣進(jìn)行取芯，得到第二試樣。
[0030]在本實(shí)施例中，本步驟具體包括:
[0031]基于取芯標(biāo)記,垂直于第一試樣的曲面，對(duì)第一試樣進(jìn)行取芯，得到第二試樣。需要說明的是，在本步驟中，基于取芯標(biāo)記取芯的方向由實(shí)際的取芯需求決定，不同方向取芯得到的試樣是不同的。
[0032]為了便于本發(fā)明實(shí)施例的取芯操作，本發(fā)明實(shí)施例還包括:
[0033]在第一試樣的端面，標(biāo)注第二帶方向的直線的平行線，使平行線在第一試樣的端面的中間位置；例如:當(dāng)?shù)谝辉嚇拥亩嗣鏋閳A形時(shí)，則第二帶方向的直線的平行線過圓心；當(dāng)?shù)谝辉嚇拥亩嗣鏋榫匦螘r(shí)，則第二帶方向的直線的平行線與該端面的中軸線重合。需要說明的是，若第二帶方向的直線就在第一試樣的端面的中間位置，則無需標(biāo)注它的平行線。
[0034]與第二帶方向的直線的平行線相適應(yīng)的步驟S140的具體步驟為:
[0035]基于第二帶方向的直線的平行線的延長線，在第一試樣的曲面標(biāo)注取芯標(biāo)記。
[0036]實(shí)施例
[0037]以頁巖取芯為例進(jìn)行說明。頁巖是一種沉積巖，層理構(gòu)造發(fā)育，是典型的各向異性材料。在頁巖層理面內(nèi)，從不同角度取芯，以研究層理面內(nèi)的各向異性。
[0038](I)根據(jù)取芯角度和取芯數(shù)量的要求，選取大塊頁巖(尺寸約為2mX2mX0.3m，邊緣形狀任意)進(jìn)行取樣。
[0039](2)將層理面作為待研究的平面，并清理干凈；用記號(hào)筆在該平面內(nèi)標(biāo)注一系列相互平行的帶箭頭的直線，箭頭方向一致，如圖2所示。
[0040](3)用內(nèi)徑為159mm (Φ 159mm)的鉆頭垂直于該平面，對(duì)頁巖進(jìn)行取芯，得到6個(gè)
大直徑圓柱體試樣(第一試樣)。
[0041](4)取出5個(gè)大直徑圓柱體試樣，在圓柱體試樣的含有帶箭頭的直線的端面上，過圓心標(biāo)注直線的平行線并標(biāo)上箭頭，以此帶箭頭的平行線作為0°方位標(biāo)記線。在該端面上，以0°方位標(biāo)記線為起點(diǎn)，以逆時(shí)針方向，用量角器分別量取30°、60°、90°、120°和150° ,在端面圓周上做相應(yīng)的標(biāo)記點(diǎn)；過標(biāo)記點(diǎn)在側(cè)面標(biāo)注相應(yīng)的標(biāo)記母線。
[0042](5)用內(nèi)徑為50mm ( Φ50mm)的鉆頭，基于大直徑圓柱體試樣側(cè)面的標(biāo)記母線，垂直于大直徑圓柱體試樣的側(cè)面，對(duì)大直徑圓柱體試樣進(jìn)行取芯，得到小直徑圓柱體試樣(第二試樣)。取芯方向與大直徑圓柱體試樣的端面平行且通過圓柱體的軸線。每個(gè)大直徑圓柱體試樣可鉆取3個(gè)小直徑圓柱體試樣。
[0043](6)重復(fù)步驟(5)可獲取與大直徑圓柱體試樣的端面平行且不同取芯方向的小直徑圓柱體試樣，共記18個(gè)。
[0044](7)將鉆取到的小直徑圓柱體試樣(Φ 50mm)經(jīng)過進(jìn)一步加工(兩端面切割、打磨)，得到符合各向異性材料物理力學(xué)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的試樣。
[0045]需要說明的是，帶箭頭的直線和箭頭的疏密程度只需保證第一次鉆取的大直徑巖心試樣的端面上包含有至少一條帶箭頭的直線即可。端面上的取芯角度根據(jù)具體的試驗(yàn)要求確定。
[0046]本發(fā)明實(shí)施例提供的各向異性材料的取芯方法，先在各向異性材料的取芯面標(biāo)注帶方向的直線，對(duì)各向異性材料進(jìn)行取芯，得到端面留有帶方向的直線、側(cè)面為曲面的第一試樣；再在第一試樣的端面標(biāo)注其他帶方向的直線，并基于其他帶方向的直線，從第一試樣的側(cè)面進(jìn)行取芯，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各向異性材料的取芯，有利于材料各向異性的試驗(yàn)研究。此外，在本發(fā)明實(shí)施例中，在第一試樣的端面上，還標(biāo)注有其他帶方向的直線的平行線，且平行線在該端面的中間位置，因此通過取芯設(shè)備在第一試樣的側(cè)面取芯時(shí)，取芯設(shè)備受力均勻，不易走偏，保證了取芯的精度。本發(fā)明實(shí)施例不受材料幾何外形的限制，滿足任意角度的取芯要求，給各向異性材料的試驗(yàn)研究帶來了很大的便利，具有極強(qiáng)的實(shí)用性。
[0047]最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實(shí)施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種各向異性材料的取芯方法，其特征在于，包括: 在各向異性材料的取芯面標(biāo)注第一帶方向的直線； 對(duì)所述各向異性材料進(jìn)行取芯，得到第一試樣；所述第一試樣的端面留有所述第一帶方向的直線，側(cè)面為曲面； 在所述第一試樣的端面標(biāo)注第二帶方向的直線； 基于所述第二帶方向的直線的延長線，在所述第一試樣的曲面標(biāo)注取芯標(biāo)記； 基于所述取芯標(biāo)記，對(duì)所述第一試樣進(jìn)行取芯，得到第二試樣。
2.如權(quán)利要求1所述的各向異性材料的取芯方法，其特征在于，所述對(duì)所述各向異性材料進(jìn)行取芯，包括:垂直于所述各向異性材料的取芯面，對(duì)所述各向異性材料進(jìn)行取芯。
3.如權(quán)利要求1或2所述的各向異性材料的取芯方法，其特征在于，所述在所述第一試樣的端面標(biāo)注第二帶方向的直線，包括:通過量角器在所述第一試樣的端面標(biāo)注所述第二帶方向的直線；所述第二帶方向的直線與所述第一帶方向的直線之間呈預(yù)定的夾角；所述夾角的角度由具體取芯需求而定。
4.如權(quán)利要求3所述的各向異性材料的取芯方法，其特征在于，還包括: 在所述第一試樣的端面，標(biāo)注所述第二帶方向的直線的平行線，使所述平行線在所述第一試樣的端面的中間位置； 所述基于第二帶方向的直線的延長線，在第一試樣的曲面標(biāo)注取芯標(biāo)記，包括:基于所述第二帶方向的直線的平行線的延長線，在所述第一試樣的曲面標(biāo)注所述取芯標(biāo)記。
5.如權(quán)利要求4所述的各向異性材料的取芯方法，其特征在于，所述基于取芯標(biāo)記，對(duì)第一試樣進(jìn)行取芯，得到第二試樣，包括:基于所述取芯標(biāo)記，垂直于所述第一試樣的曲面，對(duì)所述第一試樣進(jìn)行取芯，得到所述第二試樣。
【文檔編號(hào)】G01N1/04GK103926106SQ201410092136
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】王磊, 楊春和, 衡帥, 魏元龍, 郭印同, 張保平, 張旭 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院