本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種巖石測量裝置及巖石測量方法。

背景技術(shù)：

泥頁巖是泥巖和頁巖的總稱，泥頁巖主要由粘土礦物、陸源碎屑礦物和非自生粘土礦物組成，其中，粘土礦物是影響泥頁巖物理化學(xué)性質(zhì)的關(guān)鍵因素。在油氣開發(fā)過程中，儲層巖石的穩(wěn)定性是儲層評價的重要指標(biāo)。

目前，為了測量儲層巖石的穩(wěn)定性，通常采用將一定質(zhì)量的巖樣樣品放入盛有蒸餾水的燒杯中浸泡一定時間，浸泡完成后，將樣品取出，并移至下一工位對樣品烘干并稱量其質(zhì)量，計算質(zhì)量變化。采用該種方式在測量巖石穩(wěn)定性時，需要多工位配合且需要進行巖石樣品在燒杯中的放入與取出，此種方式工藝復(fù)雜且效率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種巖石測量裝置及巖石測量方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的巖石穩(wěn)定性測量工藝復(fù)雜且效率低的問題，從而提高測量效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種巖石測量裝置，巖石測量裝置包括：數(shù)據(jù)采集單元；實驗單元，實驗單元包括置物部、儲液裝置以及排液裝置，置物部位于儲液裝置內(nèi)，置物部用于放置待檢測物，儲液裝置用于溶解待檢測物中的可溶性物質(zhì)，排液裝置與儲液裝置相連接，數(shù)據(jù)采集單元與置物部相連接。

進一步地，實驗單元還包括加熱部，加熱部用于烘干置物部的待檢測物。

進一步地，加熱部為電阻絲。

進一步地，實驗單元還包括保溫殼體，置物部、儲液裝置以及排液裝置均位于保溫殼體內(nèi)。

進一步地，數(shù)據(jù)采集單元包括：質(zhì)量傳感裝置，質(zhì)量傳感裝置用于測量置物部的質(zhì)量。

進一步地，排液裝置包括排液管和控制閥，排液管與儲液裝置的底部相連接，控制閥設(shè)置在排液管上。

進一步地，置物部為網(wǎng)兜。

進一步地，巖石測量裝置包括多個實驗單元，數(shù)據(jù)采集單元與每個實驗單元的置物部相連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種巖石測量方法，巖石測量方法使用上述提供的巖石測量裝置，其中，巖石測量方法包括如下步驟：對實驗單元的置物部中的待檢測物進行測量，得到待檢測物的初始質(zhì)量；向?qū)嶒瀱卧膬σ貉b置中注入液體，以將置物部位于液體中，經(jīng)過預(yù)設(shè)時間后，通過排液裝置將儲液裝置中的液體排出；對實驗單元的置物部中的待檢測物進行測量，得到待檢測物的剩余質(zhì)量；根據(jù)待檢測物的初始質(zhì)量和剩余質(zhì)量獲取待檢測物的穩(wěn)定性。

進一步地，在通過排液裝置將儲液裝置中的液體排出后，巖石測量方法還包括：使用加熱部對置物部中的待檢測物進行烘干；對烘干后的實驗單元的置物部中的待檢測物進行測量，得到待檢測物的剩余質(zhì)量。

進一步地，巖石測量裝置為上述提供的巖石測量裝置，根據(jù)每個實驗單元的待檢測物的初始質(zhì)量和剩余質(zhì)量獲取待檢測物的穩(wěn)定性。

進一步地，每個實驗單元內(nèi)的預(yù)設(shè)時間不同。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種包括實驗單元和數(shù)據(jù)采集單元的巖石測量裝置，實驗單元包括置物部、儲液裝置和排液裝置，其中，置物部用于放置待檢測物，置物部位于儲液裝置內(nèi)，儲液裝置用于溶解待檢測物中的可溶性物質(zhì)，排液裝置與儲液裝置相連接，以在經(jīng)過預(yù)設(shè)時間后能夠自動排出液體，數(shù)據(jù)采集單元與實驗單元的置物部連接，以能夠獲取待檢測物的初始質(zhì)量和剩余質(zhì)量，通過使用本發(fā)明的巖石測量裝置，能夠在不移動待檢測物的情況下實現(xiàn)對待檢測物穩(wěn)定性的測量，此種方式結(jié)構(gòu)簡單且效率高。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例提供的實驗單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例提供的巖石測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例提供的巖石穩(wěn)定比隨時間變化關(guān)系圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、數(shù)據(jù)采集單元；11、質(zhì)量傳感裝置；20、實驗單元；21、置物部；22、儲液裝置；23、排液裝置；231、排液管；232、控制閥；24、加熱部；25、保溫殼體；30、箱體。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。同時，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關(guān)系繪制的。對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，方位詞如“前、后、上、下、左、右”、“橫向、豎向、垂直、水平”和“頂、底”等所指示的方位或位置關(guān)系通常是基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，在未作相反說明的情況下，這些方位詞并不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制；方位詞“內(nèi)、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內(nèi)外。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。

此外，需要說明的是，使用“第一”、“第二”等詞語來限定零部件，僅僅是為了便于對相應(yīng)零部件進行區(qū)別，如沒有另行聲明，上述詞語并沒有特殊含義，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例提供了一種巖石測量裝置，該巖石測量裝置包括數(shù)據(jù)采集單元10和實驗單元20，其中，實驗單元20包括置物部21、儲液裝置22以及排液裝置23，置物部21位于儲液裝置22內(nèi)，置物部21用于放置待檢測物，儲液裝置22用于溶解待檢測物中的可溶性物質(zhì)，排液裝置23與儲液裝置22相連接，數(shù)據(jù)采集單元10與置物部21相連接。

應(yīng)用此種配置方式，提供了一種包括數(shù)據(jù)采集單元10和實驗單元20的巖石測量裝置，實驗單元包括置物部21、儲液裝置22和排液裝置23，其中，置物部21用于放置待檢測物，置物部21位于儲液裝置22內(nèi)，儲液裝置22用于溶解待檢測物中的可溶性物質(zhì)，排液裝置23與儲液裝置22相連接，以在經(jīng)過預(yù)設(shè)時間后能夠自動排出液體，數(shù)據(jù)采集單元10與實驗單元的置物部21連接，以能夠獲取待檢測物的初始質(zhì)量和剩余質(zhì)量，通過使用本發(fā)明的巖石測量裝置，能夠在不移動待檢測物的情況下實現(xiàn)對待檢測物穩(wěn)定性的測量，此種方式結(jié)構(gòu)簡單且效率高。

進一步地，為了進一步提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，可將實驗單元20配置為還包括加熱部24，加熱部24用于烘干置物部21的待檢測物。應(yīng)用此種配置方式，在將待檢測物置于儲液裝置22中的液體中經(jīng)過預(yù)設(shè)時間，并經(jīng)排液裝置23將液體排出后，通過加熱部24對待檢測物進行烘干，從而能夠更加精確測得待檢測物中所除去的可溶性物質(zhì)的質(zhì)量，從而能夠更加精確地測得巖石的穩(wěn)定性。

具體地，在本發(fā)明中，可將加熱部24設(shè)置為電阻絲。

進一步地，在本發(fā)明中，為了防止在檢測過程中受溫度變化以影響測量結(jié)果，可將實驗單元20配置為還包括保溫殼體25，置物部21、儲液裝置22以及排液裝置23均位于保溫殼體25內(nèi)。通過在置物部21、儲液裝置22以及排液裝置23外部設(shè)置保溫殼體25，從而能夠保證在測量過程中溫度始終保持不變，以減小對測量結(jié)果影響。

再者，為了對被檢測物的質(zhì)量進行采集，在本發(fā)明中，可將數(shù)據(jù)采集單元10配置為包括質(zhì)量傳感裝置11，質(zhì)量傳感裝置11用于測量置物部21的質(zhì)量。應(yīng)用此種配置方式，能夠?qū)崟r測量待檢測物的初始質(zhì)量以及在儲液裝置22中浸泡預(yù)設(shè)時間后的剩余質(zhì)量。

具體地，質(zhì)量傳感裝置11可設(shè)置在置物部21的上方以對置物部21進行質(zhì)量測量，也可設(shè)置在置物部21的下方，此處不對其方位進行限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)置物部21質(zhì)量的測量即可。具體地，如圖1所示，質(zhì)量傳感裝置11位于置物部21的上方，并通過懸繩與置物部21相連接，以對置物部21的質(zhì)量進行測量。

進一步地，為了對質(zhì)量傳感裝置11測得的數(shù)據(jù)進行存儲，數(shù)據(jù)采集單元10通過數(shù)據(jù)線與質(zhì)量傳感裝置11相連接，并將采集到的質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸至電腦或其他數(shù)據(jù)存儲裝置，以進行后續(xù)的數(shù)據(jù)讀取。

在本發(fā)明中，為了方便控制儲液裝置22中的液體在預(yù)設(shè)時間內(nèi)進行排放，如圖1所示，可將排液裝置23配置為包括排液管231和控制閥232，排液管231與儲液裝置22的底部相連接，控制閥232設(shè)置在排液管231上。應(yīng)用此種配置方式，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)時間后，通過控制控制閥232動作，從而能夠自動打開排液管231，以使儲液裝置22中的液體排出。具體地，如圖1所示，可將置物部21設(shè)置為網(wǎng)兜。在本發(fā)明的一個具體實施例中，置物部21為10目網(wǎng)兜。

為了能夠測得巖石掉碎末后剩余的質(zhì)量隨時間變化的曲線，以用于評價巖石的穩(wěn)定性，如圖2所示，可將巖石測量裝置配置為包括多個實驗單元20，多個實驗單元20均設(shè)置在箱體30內(nèi)，數(shù)據(jù)采集單元10與每個實驗單元20的置物部21相連接。應(yīng)用此種配置方式，可將多個實驗單元20的控制閥232配置為按照不同的預(yù)設(shè)時間打開，由此測得在不同預(yù)設(shè)時間后，巖石的穩(wěn)定比隨時間的變化關(guān)系。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種巖石測量方法，該巖石測量方法使用如上所述的巖石測量裝置，其中，為了測得巖石的穩(wěn)定性，該巖石測量方法具體包括如下步驟：對實驗單元20的置物部21中的待檢測物進行測量，得到待檢測物的初始質(zhì)量；向?qū)嶒瀱卧?0的儲液裝置22中注入液體，以將置物部21位于液體中，經(jīng)過預(yù)設(shè)時間后，通過排液裝置23將儲液裝置22中的液體排出；對實驗單元20的置物部21中的待檢測物進行測量，得到待檢測物的剩余質(zhì)量；根據(jù)待檢測物的初始質(zhì)量和剩余質(zhì)量獲取待檢測物的穩(wěn)定性。

具體地，在本發(fā)明中，可以使用質(zhì)量傳感裝置11以測量實驗單元20的置物部21中的待檢測物的質(zhì)量，同時在經(jīng)過預(yù)設(shè)時間后，控制閥232自動打開排液管231，以將排液裝置23中的液體排出。

進一步地，為了進一步提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，在通過排液裝置23將儲液裝置22中的液體排出后，巖石測量方法還包括：使用加熱部24對置物部21中的待檢測物進行烘干；對烘干后的實驗單元20的置物部21中的待檢測物進行測量，得到待檢測物的剩余質(zhì)量。

應(yīng)用此種配置方式，在將待檢測物置于儲液裝置22中的液體中經(jīng)過預(yù)設(shè)時間，并經(jīng)排液裝置23將液體排出后，通過加熱部24對待檢測物進行烘干，從而能夠更加精確測得待檢測物中所除去的可溶性物質(zhì)的質(zhì)量，從而能夠更加精確地測得巖石的穩(wěn)定性。

為了獲得待檢測物的穩(wěn)定性，可以使用上述提供的巖石測量裝置，根據(jù)每個實驗單元20的待檢測物的初始質(zhì)量和剩余質(zhì)量獲取待檢測物的穩(wěn)定性。

進一步地，為了獲取不同時間段內(nèi)待檢測物的穩(wěn)定性，可將每個實驗單元20內(nèi)的預(yù)設(shè)時間配置為不同。

為了對本發(fā)明有進一步地了解，下面結(jié)合本發(fā)明的巖石測量裝置對測量巖石穩(wěn)定性過程進行詳細(xì)說明。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供了一種巖石測量裝置，巖石測量裝置包括箱體30和8個實驗單元20，實驗單元20設(shè)置在箱體30內(nèi)，數(shù)據(jù)采集單元10分別與每一個實驗單元20內(nèi)的置物部21相連接。

其中，每一個實驗單元20均置物部21、儲液裝置22、加熱部24、保溫殼體25以及排液裝置23，置物部21位于儲液裝置22內(nèi)，置物部21用于放置待檢測物，儲液裝置22用于溶解待檢測物中的可溶性物質(zhì)，排液裝置23與儲液裝置22相連接，加熱部24設(shè)置在保溫殼體25上，以用于烘干置物部21的待檢測物。置物部21、儲液裝置22以及排液裝置23均位于保溫殼體25內(nèi)，以保證在測量過程中溫度始終保持不變，減小對測量結(jié)果影響。具體地，如圖1所示，置物部21為10目網(wǎng)兜，加熱部24為電阻絲，待檢測物為巖石樣品。

初始時，對實驗單元20的置物部21中的待檢測物進行測量，得到待檢測物的初始質(zhì)量m1。然后向?qū)嶒瀱卧?0的儲液裝置22內(nèi)注入壓裂液，以將巖石樣品完全浸沒，一段時間后，巖石樣品中的可溶性物質(zhì)會融入壓裂液中，掉下碎末。

按照預(yù)先設(shè)定的8個實驗單元20的控制閥232的打開時間，第一個實驗單元20在15min后自動打開控制閥232，壓裂液和碎末從排液管231中排出，第二個實驗單元20在45min后自動打開控制閥232，以后的每個實驗單元20依次在90min、180min、400min、600min、900min、1200min時打開控制閥232。

最后，每個實驗單元20內(nèi)的加熱部24開始工作，以對巖石樣品進行烘干，烘干完成后，質(zhì)量傳感裝置11對剩余的巖石樣品的質(zhì)量進行測量，以得到m2，然后繪制巖石樣品穩(wěn)定比隨時間變化的曲線，如圖3所示，其中，穩(wěn)定比的定義為α＝m2/m1。由此，即可得到巖石樣品穩(wěn)定性隨時間的變化。

綜上所述，本發(fā)明提供的巖石測量裝置能夠有效、快速測量巖石的穩(wěn)定性，裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、維護成本低且效率高，其是目前作為頁巖儲層評價的有效裝置。同時，本發(fā)明中使用該巖石測量裝置所進行的巖石測量方法，能夠準(zhǔn)確地評價頁巖儲層的穩(wěn)定性，其不僅能夠測量巖石樣品在不同時間段內(nèi)穩(wěn)定性的變化，同時也能夠批量測試各種液體對巖樣穩(wěn)定性的影響。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。