CN111337406B - 一种无泄漏脉冲渗透率测试岩心夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无泄漏脉冲渗透率测试岩心夹持器，其特征在于：包括夹持筒体、上注气模块、上连接模块、下连接模块和下注气模块；本发明中通过夹持筒体内的夹持胶套夹持住岩心，通过上岩心塞和下岩心塞进行封堵；上注气模块中通入气源，通过上注气模块中的单阀体、两位三通阀盖、两位三通阀体、上滑体和第一上密封锥配合避免气体泄漏，同时可通过管路与下注气模块连通，下注气模块的下阀体、下滑体和下密封锥与上注气模块配合，实现气压平衡，同时避免法兰连接存在的泄漏风险。

Description

一种无泄漏脉冲渗透率测试岩心夹持器

技术领域

本发明涉及岩心夹持器领域，尤其涉及一种无泄漏脉冲渗透率测试岩心夹持器。

背景技术

为了模拟实际地层埋藏成岩过程中，压实作用下储层物性参数的连续变化情况，利用不同的现代沉积物样品，对砂岩机械压实作用模拟实验是一种主要途径，其中岩心夹持器是实验过程中必不可少的部件；现有的岩心夹持器大多由外壳、橡胶筒、岩心左顶头、岩心右顶头、左固定套筒、右固定套筒、左紧固套筒、右紧固套筒和固定支架构成。常规的岩心夹持器中，进气结构与岩心夹持器之间采用的是法兰式连接结构，这样的连接结构容易导致漏气的情况出现，因此，需要一种新型岩心夹持器来解决常规的法兰连接结构漏气的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无泄漏脉冲渗透率测试岩心夹持器，能够解决常规岩心夹持器中采用的法兰连接结构进行进气容易泄漏的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种无泄漏脉冲渗透率测试岩心夹持器，其创新点在于：包括夹持筒体、上注气模块、上连接模块、下连接模块和下注气模块；

所述夹持筒体呈圆柱筒状结构，且夹持筒体上开有围压监测孔；所述夹持筒体的一端内壁为直筒式结构，且该端部的外壁设置有连接螺纹，所述夹持筒体另一端内壁具有一缩径的锥形面结构；所述夹持筒体内同轴设置有夹持胶套，且夹持胶套与夹持筒体的内壁之间留有间隙；所述夹持胶套的两端开口且呈扩径状的阶梯结构；

所述上注气模块包括上气压标准罐、单阀体、两位三通阀盖和两位三通阀体；所述上气压标准罐、单阀体、两位三通阀盖和两位三通阀体自上而下依次设置，且两位三通阀体的底端连接在上连接模块上；所述上气压标准罐上开有气源接口和上出气口；所述上气压标准罐的上出气口连接在单阀体上；所述单阀体包括单阀体外壳、上活塞A、上活塞B、上滑体和第一上密封锥；所述单阀体外壳连接在上气压标准罐的上出气口上，所述上活塞A和上活塞B同轴设置且置于单阀体外壳内；所述上滑体置于上活塞A内，且上滑体内部沿着轴线方向开有容纳第一上密封锥的型腔；所述第一上密封锥嵌入在上滑体内且第一上密封锥上开有连通上气压标准罐的上出气口与两位三通阀盖的通孔，所述两位三通阀盖的顶端口连接在单阀体上，两位三通阀盖的底端口连接在两位三通阀体并与上连接模块导通，两位三通阀盖的侧端口连接有上平衡气口；所述两位三通阀体内设置有上活塞C和上活塞D；

所述上连接模块包括上连接帽、第一上压帽、上连接套、第二上压帽、调节杆、上锥度套、阀针杆、第二上密封锥、阀针压帽和上岩心塞；

所述上连接帽呈圆柱筒状结构且两端开口，所述上连接帽的中间设置有一隔板将上连接帽分隔呈下腔室和上腔室，且隔板上开有通孔贯通上腔室和下腔室；所述下腔室的内壁上设置有内螺纹且与夹持筒体上带有连接螺纹的一端通过螺纹连接；所述上腔室上设置有与内腔导通的接气口且上腔室的端部内壁设置有螺纹；所述上连接套同轴设置在上连接帽的上腔室内，且上连接套的外壁与上连接帽的内壁之间形成容纳第一上压帽的间隙；所述第一上压帽的外壁设置有螺纹，且第一上压帽与上连接帽的上腔室内螺纹配合将上连接套压紧在上腔室内；所述上连接套的内壁设置有螺纹；所述第二上压帽上的外壁上设置有与上连接套外壁配合的螺纹结构，且第二上压帽与上连接套通过螺纹配合；所述调节杆呈中空的筒状结构，所述调节杆的一端沿轴线方向依次贯穿第二上压帽、上连接套和上连接帽延伸至夹持筒体内的夹持胶套端部，且调节杆的该端部的外壁与夹持筒体的内壁之间设置有上锥度套；所述上锥度套的端部嵌入在夹持胶套的阶梯结构端口处且内壁紧贴在调节杆外壁上；所述调节杆的另一端外壁上设置有调节螺纹，且第二上压帽通过带有调节螺纹结构的卡箍限位锁紧在调节杆的调节螺纹上，实现第二上压帽的定位；

所述阀针杆同轴设置在中空的调节杆内，且阀针杆沿着轴线方向开有贯通的气道；所述阀针杆的底端内腔开有容纳第二上密封锥的凹孔，且该凹孔内设置有第二上密封锥；所述第二上密封锥上开有若干与阀针杆中气道导通的通孔；所述阀针杆的底端外壁嵌套有一阀针压帽实现第二上密封锥的限位；所述阀针压帽的底端上开有容纳上岩心塞端部嵌入的通孔；所述上岩心塞的顶端嵌入在阀针压帽内，且上岩心塞沿着轴线方向开有与阀针杆气道同轴的流道，所述上岩心塞呈阶梯轴结构且上岩心塞其中一阶梯段与调节杆端部的内壁螺纹连接，另一阶梯段与夹持胶套的内壁贴合；

所述下连接模块包括下锥度套和下岩心塞；所述下锥度套与夹持筒体底端内壁的锥形面结构贴合，所述下岩心塞贯穿下锥度套，且下岩心塞的顶端置于夹持胶套内，所述下岩心塞的底端连接在下注气模块上，所述下岩心塞的侧边开有下平衡气口。

进一步的，所述下注气模块包括下气压标准罐、下阀体、下滑体和下密封锥；所述下气压标准罐上开有下出气口，且下出气口连接在下阀体上，所述下阀体内设有下活塞A和下活塞B，所述下滑体置于下活塞A内，且下滑体内部沿着轴线方向开有容纳下密封锥的型腔；所述下密封锥嵌入在下滑体内且下密封锥上开有连通下气压标准罐的下出气口与下岩心塞的通孔。

本发明的优点在于：

1）本发明中通过夹持筒体内的夹持胶套夹持住岩心，通过上岩心塞和下岩心塞进行封堵；上注气模块中通入气源，通过上注气模块中的单阀体、两位三通阀盖、两位三通阀体、上滑体和第一上密封锥配合避免气体泄漏，同时可通过管路与下注气模块连通，下注气模块的下阀体、下滑体和下密封锥与上注气模块配合，实现气压平衡，同时避免法兰连接存在的泄漏风险。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的一种无泄漏脉冲渗透率测试岩心夹持器的剖视图。

图2为本发明的一种无泄漏脉冲渗透率测试岩心夹持器的试验状态图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1图2所示的一种无泄漏脉冲渗透率测试岩心夹持器；包括夹持筒体1、上注气模块2、上连接模块3、下连接模块4和下注气模块5。

夹持筒体1呈圆柱筒状结构，且夹持筒体1上开有围压监测孔11；夹持筒体1的一端内壁为直筒式结构，且该端部的外壁设置有连接螺纹，夹持筒体1另一端内壁具有一缩径的锥形面结构；夹持筒体1内同轴设置有夹持胶套12，且夹持胶套12与夹持筒体1的内壁之间留有间隙；夹持胶套12的两端开口且呈扩径状的阶梯结构。

上注气模块2包括上气压标准罐21、单阀体22、两位三通阀盖23和两位三通阀体24；上气压标准罐21、单阀体22、两位三通阀盖23和两位三通阀体24自上而下依次设置，且两位三通阀体24的底端连接在上连接模块3上；上气压标准罐21上开有气源接口211和上出气口212；上气压标准罐21的上出气口212连接在单阀体22上；单阀体22包括单阀体外壳221、上活塞A222、上活塞B223、上滑体224和第一上密封锥225；单阀体外壳221连接在上气压标准罐21的上出气口212上，上活塞A222和上活塞B223同轴设置且置于单阀体外壳221内；上滑体224置于上活塞A222内，且上滑体224内部沿着轴线方向开有容纳第一上密封锥225的型腔；第一上密封锥225嵌入在上滑体224内且第一上密封锥225上开有连通上气压标准罐的上出气口212与两位三通阀盖23的通孔，两位三通阀盖23的顶端口连接在单阀体上，两位三通阀盖23的底端口连接在两位三通阀体24并与上连接模块3导通，两位三通阀盖23的侧端口连接有上平衡气口；两位三通阀体24内设置有上活塞C241和上活塞D242。

上连接模块3包括上连接帽31、第一上压帽32、上连接套33、第二上压帽34、调节杆35、上锥度套36、阀针杆37、第二上密封锥38、阀针压帽39和上岩心塞30。

上连接帽31呈圆柱筒状结构且两端开口，上连接帽31的中间设置有一隔板将上连接帽分隔呈下腔室和上腔室，且隔板上开有通孔贯通上腔室和下腔室；下腔室的内壁上设置有内螺纹且与夹持筒体1上带有连接螺纹的一端通过螺纹连接；上腔室上设置有与内腔导通的接气口且上腔室的端部内壁设置有螺纹；上连接套33同轴设置在上连接帽31的上腔室内，且上连接套33的外壁与上连接帽31的内壁之间形成容纳第一上压帽32的间隙；第一上压帽32的外壁设置有螺纹，且第一上压帽32与上连接帽31的上腔室内螺纹配合将上连接套33压紧在上腔室内；上连接套33的内壁设置有螺纹；第二上压帽34上的外壁上设置有与上连接套33外壁配合的螺纹结构，且第二上压帽34与上连接套33通过螺纹配合；调节杆35呈中空的筒状结构，调节杆35的一端沿轴线方向依次贯穿第二上压帽34、上连接套33和上连接帽31延伸至夹持筒体1内的夹持胶套12端部，且调节杆35的该端部的外壁与夹持筒体1的内壁之间设置有上锥度套36；上锥度套36的端部嵌入在夹持胶套12的阶梯结构端口处且内壁紧贴在调节杆35外壁上；调节杆35的另一端外壁上设置有调节螺纹，且第二上压帽34通过带有调节螺纹结构的卡箍限位锁紧在调节杆的调节螺纹上，实现第二上压帽24的定位。

阀针杆37同轴设置在中空的调节杆36内，且阀针杆37沿着轴线方向开有贯通的气道；阀针杆37的底端内腔开有容纳第二上密封锥38的凹孔，且该凹孔内设置有第二上密封锥38；第二上密封锥38上开有若干与阀针杆37中气道导通的通孔；阀针杆37的底端外壁嵌套有一阀针压帽39实现第二上密封锥38的限位；阀针压帽39的底端上开有容纳上岩心塞30端部嵌入的通孔；上岩心塞30的顶端嵌入在阀针压帽39内，且上岩心塞30沿着轴线方向开有与阀针杆37气道同轴的流道，上岩心塞30呈阶梯轴结构且上岩心塞30其中一阶梯段与调节杆36端部的内壁螺纹连接，另一阶梯段与夹持胶套12的内壁贴合。

下连接模块4包括下锥度套41和下岩心塞42；下锥度套41与夹持筒体1底端内壁的锥形面结构贴合，下岩心塞42贯穿下锥度套41，且下岩心塞42的顶端置于夹持胶套12内，下岩心塞42的底端连接在下注气模块5上，下岩心塞42的侧边开有下平衡气口。

下注气模块5包括下气压标准罐51、下阀体52、下滑体53和下密封锥54；下气压标准罐51上开有下出气口，且下出气口连接在下阀体52上，下阀体52内设有下活塞A521和下活塞B522，下滑体53置于下活塞A521内，且下滑体53内部沿着轴线方向开有容纳下密封锥54的型腔；下密封锥54嵌入在下滑体53内且下密封锥54上开有连通下气压标准罐51的下出气口与下岩心塞42的通孔。

本发明的工作原理是：通过夹持筒体内的夹持胶套夹持住岩心，通过上岩心塞和下岩心塞进行封堵；上注气模块中通入气源，通过上注气模块中的单阀体、两位三通阀盖、两位三通阀体、上滑体和第一上密封锥配合避免气体泄漏；当气源中的气体从上气压标准罐进入后通过单体阀出口再经过第一上密封锥进入到两位三通阀盖和两位三通阀体内，最后再进入夹持胶套进行岩心的驱替，第一上密封锥可沿着上滑体的内壁进行移动实现内第一上密封锥上下气压平衡，且不会产生泄漏；同时上注气模块上可通过管路与下注气模块连通，下注气模块的下阀体、下滑体和下密封锥与上注气模块配合，实现夹持筒体两端的气压平衡，避免了法兰连接存在的泄漏风险。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种无泄漏脉冲渗透率测试岩心夹持器，其特征在于：包括夹持筒体、上注气模块、上连接模块、下连接模块和下注气模块；

所述夹持筒体呈圆柱筒状结构，且夹持筒体上开有围压监测孔；所述夹持筒体的一端内壁为直筒式结构，且该端部的外壁设置有连接螺纹，所述夹持筒体另一端内壁具有一缩径的锥形面结构；所述夹持筒体内同轴设置有夹持胶套，且夹持胶套与夹持筒体的内壁之间留有间隙；所述夹持胶套的两端开口且呈扩径状的阶梯结构；

所述上注气模块包括上气压标准罐、单阀体、两位三通阀盖和两位三通阀体；所述上气压标准罐、单阀体、两位三通阀盖和两位三通阀体自上而下依次设置，且两位三通阀体的底端连接在上连接模块上；所述上气压标准罐上开有气源接口和上出气口；所述上气压标准罐的上出气口连接在单阀体上；所述单阀体包括单阀体外壳、上活塞A、上活塞B、上滑体和第一上密封锥；所述单阀体外壳连接在上气压标准罐的上出气口上，所述上活塞A和上活塞B同轴设置且置于单阀体外壳内；所述上滑体置于上活塞A内，且上滑体内部沿着轴线方向开有容纳第一上密封锥的型腔；所述第一上密封锥嵌入在上滑体内且第一上密封锥上开有连通上气压标准罐的上出气口与两位三通阀盖的通孔，所述两位三通阀盖的顶端口连接在单阀体上，两位三通阀盖的底端口连接在两位三通阀体并与上连接模块导通，两位三通阀盖的侧端口连接有上平衡气口；所述两位三通阀体内设置有上活塞C和上活塞D；

所述上连接模块包括上连接帽、第一上压帽、上连接套、第二上压帽、调节杆、上锥度套、阀针杆、第二上密封锥、阀针压帽和上岩心塞；

所述上连接帽呈圆柱筒状结构且两端开口，所述上连接帽的中间设置有一隔板将上连接帽分隔呈下腔室和上腔室，且隔板上开有通孔贯通上腔室和下腔室；所述下腔室的内壁上设置有内螺纹且与夹持筒体上带有连接螺纹的一端通过螺纹连接；所述上腔室上设置有与内腔导通的接气口且上腔室的端部内壁设置有螺纹；所述上连接套同轴设置在上连接帽的上腔室内，且上连接套的外壁与上连接帽的内壁之间形成容纳第一上压帽的间隙；所述第一上压帽的外壁设置有螺纹，且第一上压帽与上连接帽的上腔室内螺纹配合将上连接套压紧在上腔室内；所述上连接套的内壁设置有螺纹；所述第二上压帽上的外壁上设置有与上连接套外壁配合的螺纹结构，且第二上压帽与上连接套通过螺纹配合；所述调节杆呈中空的筒状结构，所述调节杆的一端沿轴线方向依次贯穿第二上压帽、上连接套和上连接帽延伸至夹持筒体内的夹持胶套端部，且调节杆的该端部的外壁与夹持筒体的内壁之间设置有上锥度套；所述上锥度套的端部嵌入在夹持胶套的阶梯结构端口处且内壁紧贴在调节杆外壁上；所述调节杆的另一端外壁上设置有调节螺纹，且第二上压帽通过带有调节螺纹结构的卡箍限位锁紧在调节杆的调节螺纹上，实现第二上压帽的定位；

所述阀针杆同轴设置在中空的调节杆内，且阀针杆沿着轴线方向开有贯通的气道；所述阀针杆的底端内腔开有容纳第二上密封锥的凹孔，且该凹孔内设置有第二上密封锥；所述第二上密封锥上开有若干与阀针杆中气道导通的通孔；所述阀针杆的底端外壁嵌套有一阀针压帽实现第二上密封锥的限位；所述阀针压帽的底端上开有容纳上岩心塞端部嵌入的通孔；所述上岩心塞的顶端嵌入在阀针压帽内，且上岩心塞沿着轴线方向开有与阀针杆气道同轴的流道，所述上岩心塞呈阶梯轴结构且上岩心塞其中一阶梯段与调节杆端部的内壁螺纹连接，另一阶梯段与夹持胶套的内壁贴合；

所述下连接模块包括下锥度套和下岩心塞；所述下锥度套与夹持筒体底端内壁的锥形面结构贴合，所述下岩心塞贯穿下锥度套，且下岩心塞的顶端置于夹持胶套内，所述下岩心塞的底端连接在下注气模块上，所述下岩心塞的侧边开有下平衡气口；

所述下注气模块包括下气压标准罐、下阀体、下滑体和下密封锥；所述下气压标准罐上开有下出气口，且下出气口连接在下阀体上，所述下阀体内设有下活塞A和下活塞B，所述下滑体置于下活塞A内，且下滑体内部沿着轴线方向开有容纳下密封锥的型腔；所述下密封锥嵌入在下滑体内且下密封锥上开有连通下气压标准罐的下出气口与下岩心塞的通孔；

通过夹持筒体内的夹持胶套夹持住岩心，通过上岩心塞和下岩心塞进行封堵；上注气模块中通入气源，通过上注气模块中的单阀体、两位三通阀盖、两位三通阀体、上滑体和第一上密封锥配合避免气体泄漏；当气源中的气体从上气压标准罐进入后通过单体阀出口再经过第一上密封锥进入到两位三通阀盖和两位三通阀体内，最后再进入夹持胶套进行岩心的驱替，第一上密封锥可沿着上滑体的内壁进行移动实现内第一上密封锥上下气压平衡，且不会产生泄漏；同时上注气模块上可通过管路与下注气模块连通，下注气模块的下阀体、下滑体和下密封锥与上注气模块配合，实现夹持筒体两端的气压平衡，避免了法兰连接存在的泄漏风险。