全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于油氣田工程領(lǐng)域，具體的，涉及一種全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，地應(yīng)力的研宄及應(yīng)用受到國(guó)內(nèi)外石油界的普遍重視。鉆井過程中的井壁穩(wěn)定、采油過程中的出砂、油氣運(yùn)移、注水開發(fā)時(shí)井網(wǎng)布置以及巖鹽層套管損壞等問題都與地應(yīng)力密切相關(guān)。
[0003]地下巖石是處在三向應(yīng)力狀態(tài)下的，當(dāng)巖心被鉆井取出時(shí)，脫離應(yīng)力作用狀態(tài)產(chǎn)生應(yīng)力釋放，在應(yīng)力釋放過程中巖石會(huì)產(chǎn)生許多十分微小的裂隙。由于在最大水平地應(yīng)力方向上巖心的松弛變形最大，因此，這些小裂隙將垂直最大水平地應(yīng)力方向，并且被空氣所填充?？紤]到空氣和巖石波速的差異，將使聲波在巖心的不同方向上的傳播速度有明顯的各向異性特征，即沿最大水平地應(yīng)力方向有最小波速，而沿最小水平地應(yīng)力方向有最大波速。
[0004]測(cè)量時(shí)，首先在全直徑巖心上沿圓周每隔10°畫一標(biāo)志線，任選一條標(biāo)志線為0°，沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向給每條標(biāo)志線標(biāo)上角度。將聲波發(fā)射探頭和接收探頭沿巖心直徑方向放置于巖心側(cè)面，利用聲波測(cè)試裝置進(jìn)行傳播時(shí)間的測(cè)定，然后結(jié)合全直徑巖心尺寸計(jì)算出縱波波速。研宄表明:通過巖心直徑方向的縱波波速沿巖心圓周的變化趨勢(shì)近似正弦或余弦規(guī)律。畫出縱波波速與角度關(guān)系曲線，從曲線上即可判定最大、最小水平地應(yīng)力方向相對(duì)于0°標(biāo)志線的方位。
[0005]對(duì)于非定向巖心，還需通過古地磁定向試驗(yàn)確定出其在地下時(shí)的原始方位，結(jié)合波速各向異性試驗(yàn)結(jié)果和古地磁定向試驗(yàn)結(jié)果才可最終確定出巖心最大、最小水平地應(yīng)力方向。根據(jù)全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行主方向差應(yīng)變分析，與常規(guī)差應(yīng)變分析法相比，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)過程，降低了試驗(yàn)技術(shù)難度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是:全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)過程中，聲波探頭平面和巖心圓周側(cè)面接觸的不穩(wěn)定性，容易造成測(cè)試精度降低以及操作困難等問題；沿全直徑巖心圓周的角度劃分也較為繁瑣。針對(duì)以上問題，提供一種改進(jìn)的全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)裝置。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)裝置，包括聲波發(fā)射接收器、示波器、聲波探頭、墊塊。聲波發(fā)射接收器分別與聲波探頭和示波器相連，兩個(gè)聲波探頭沿巖心直徑方向通過墊塊與巖心圓周側(cè)面相接觸。其特征在于:墊塊一側(cè)為平面，另一側(cè)為內(nèi)弧形，這樣可保證聲波探頭通過墊塊與全直徑巖心緊密平穩(wěn)接觸；墊塊與巖心側(cè)面接觸一側(cè)帶有角度標(biāo)志線，這樣可方便、精確的在全直徑巖心上進(jìn)行角度劃分。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:
[0009](I)在試驗(yàn)過程中，聲波探頭可通過墊塊平穩(wěn)的與全直徑巖心側(cè)面接觸，降低了試驗(yàn)操作難度，提高了試驗(yàn)結(jié)果的精確度。
[0010](2)墊塊上自帶的角度標(biāo)志線可簡(jiǎn)單、精確的在巖心圓周上進(jìn)行角度劃分，提高了試驗(yàn)效率。
[0011](3)墊塊構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作成本低，使用方便靈活。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)裝置示意圖。
[0013]圖2為全直徑巖心與墊塊立體示意圖。
[0014]圖3為全直徑巖心角度標(biāo)志線繪制示意圖。
[0015]圖4為墊塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5縱波波速與角度擬合關(guān)系圖。
[0017]圖中:1一全直徑巖心；2—墊塊；2_1—角度標(biāo)志線；3—聲波探頭。
【具體實(shí)施方式】
[0018]結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型試驗(yàn)過程做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，步驟如下:
[0019](I)利用墊塊2沿全直徑巖心I圓周進(jìn)行角度劃分。墊塊2上自帶的角度標(biāo)志線2-1間隔為10°，在巖心圓周上任選一點(diǎn)為0°標(biāo)志線，用油性筆做好標(biāo)記，然后沿巖心圓周順時(shí)針或逆時(shí)針方向每隔10°進(jìn)行角度劃分，全直徑巖心角度標(biāo)志線繪制示意圖如圖3所示。
[0020](2)在墊塊2與巖心I和聲波探頭3接觸的兩個(gè)表面上涂抹耦合劑(耦合劑可選用凡士林或蜂蜜)，把兩個(gè)墊塊2沿巖心I直徑方向放置，墊塊2中間的標(biāo)志線2-1與全直徑巖心I圓周上的角度標(biāo)志線對(duì)齊。將聲波發(fā)射接收器分別與示波器和兩個(gè)聲波探頭3連接好，然后將聲波探頭放置于墊塊2的中間位置，如圖1所示。啟動(dòng)聲波測(cè)試裝置進(jìn)行傳播時(shí)間的測(cè)定，然后結(jié)合墊塊和巖心尺寸計(jì)算出縱波波速，因本試驗(yàn)是利用波速沿巖心圓周的變化趨勢(shì)測(cè)出最大、最小地應(yīng)力方向，而在每個(gè)方向的波速測(cè)試中都有墊塊2，所以墊塊2的存在并不會(huì)對(duì)最終的試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。
[0021](3)按照步驟(2)的方法依次測(cè)定全直徑巖心I上的每一角度標(biāo)志線處的縱波波速，共得到18組角度與波速對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。研宄表明縱波波速沿巖心圓周的變化趨勢(shì)近似正弦或余弦規(guī)律，縱波波速與角度關(guān)系曲線圖見圖5，從圖中可知:最大水平地應(yīng)力方向?yàn)?0°，最小水平地應(yīng)力方向?yàn)?10°。
[0022](4)對(duì)于非定向巖心，所測(cè)得的最大、最小水平地應(yīng)力方向是相對(duì)于0°標(biāo)志線的方向，還需通過古地磁定向試驗(yàn)確定出0°標(biāo)志線相對(duì)于地理北極的方向，才能最終得到真實(shí)的最大、最小水平地應(yīng)力方向。根據(jù)波速各向異性試驗(yàn)結(jié)果，就可按照主地應(yīng)力方向來(lái)加工差應(yīng)變所需巖樣，與常規(guī)差應(yīng)變分析法相比，簡(jiǎn)化了試驗(yàn)過程，降低了試驗(yàn)技術(shù)難度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)裝置，包括聲波發(fā)射接收器、示波器、聲波探頭、墊塊，聲波發(fā)射接收器分別與聲波探頭和示波器相連，兩個(gè)聲波探頭沿巖心直徑方向通過墊塊與巖心圓周側(cè)面相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)裝置，其特征在于:墊塊內(nèi)弧形一側(cè)與全直徑巖心接觸，平面一側(cè)與聲波探頭接觸，這樣可使聲波探頭在試驗(yàn)過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)裝置，其特征在于:可利用墊塊內(nèi)弧形一側(cè)的角度標(biāo)志線沿全直徑巖心圓周進(jìn)行角度劃分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)裝置，其特征在于:墊塊圓弧角度為60°，共5條角度標(biāo)志線，標(biāo)志線間隔為10°。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種全直徑巖心波速各向異性試驗(yàn)裝置，包括聲波發(fā)射接收器、示波器、聲波探頭、墊塊。聲波發(fā)射接收器分別與聲波探頭和示波器相連；兩個(gè)聲波探頭分別通過墊塊與全直徑巖心接觸。其特征是：墊塊與全直徑巖心接觸一面為內(nèi)弧形，墊塊與聲波探頭接觸一面為平面，墊塊弧形一面帶有角度標(biāo)志線。本實(shí)用新型避免了巖心波速各向異性測(cè)試過程中探頭平面與全直徑巖心弧面接觸時(shí)的不穩(wěn)定性，使操作更容易，提高了測(cè)試精度；墊塊自帶的角度標(biāo)志線可方便、精確地在全直徑巖心上進(jìn)行角度分割。為巖石地應(yīng)力方向測(cè)試和主方向差應(yīng)變分析提供更精確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G01N29-07
【公開號(hào)】CN204359752
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520036239
【發(fā)明人】田勇, 俞然剛, 陳鵬, 王朝貝
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年1月20日