一种防漏液高温高压水压致裂系统和试验方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109870350A(43)申请公布日2019.06.11(21)申请号201910250143.0(22)申请日2019.03.29(71)申请人中国矿业大学地址221000江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学南湖校区(72)发明人万志军王骏辉柯后其张源周长冰程敬义卢帅峰邢轲轲顾舒宁(74)专利代理机构徐州市淮海专利事务所32205代理人李鹏(51)Int.Cl.G01N3/04(2006.01)G01N3/18(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图6页(54)发明名称一种防漏液高温高压水压致裂系统和试验方法(57)摘要本发明公开了一种防漏液高温高压水压致裂系统和试验方法。致裂系统中的夹持器包括夹持器筒体，夹持器筒体上部在夹持器筒体内壁与铜套外壁之间套设上预紧外套，夹持器筒体下部在夹持器筒体内壁与铜套外壁之间套设下预紧外套，下预紧外套朝向铜套限位凸台上端面的限位端面上周向分布预紧压缩弹簧；在上预紧外套卡住铜套上部的情况下，预紧压缩弹簧压缩后向铜套提供轴向预紧张力；高温加热后预紧压缩弹簧提供的预紧力大于岩芯相对于铜套的沿轴向的静摩擦力，避免铜套发生轴向回缩或褶皱软化引起破裂，杜绝了漏液。本发明针对小型岩样，密封材料及结构满足高温高压环境，可研究高温条件下完整岩芯和含天然裂隙岩芯的水压致裂起裂压力及裂缝扩展特性。CN109870350ACN109870350A权利要求书1/3页1.一种防漏液高温高压水压致裂系统，包括夹持器，所述夹持器包括竖直设置的夹持器筒体(9)，所述夹持器筒体(9)内与其同轴设有一铜套(12)，夹持器筒体(9)壁中设有可从外部向夹持器筒体(9)与铜套(12)之间的围压腔注压力油的围压注油孔(9-3)，一上压头(1)与夹持器筒体(9)同轴从上方插入铜套(12)中，一下堵头(17)与夹持器筒体(9)同轴从下方插入铜套(12)中，上压头(1)、下堵头(17)与铜套(12)围成的空间中设有岩芯(13)，其特征在于，所述夹持器筒体(9)上部在夹持器筒体(9)内壁与铜套(12)外壁之间套设一上预紧外套(10)，铜套(12)与上预紧外套(10)通过轴向卡接结构配合卡接在一起；所述夹持器筒体(9)下部在夹持器筒体(9)内壁与铜套(12)外壁之间套设一下预紧外套(11)，且铜套(12)下端环绕外周表面设有限位凸台(12-2)，所述下预紧外套(11)朝向限位凸台(12-2)上端面的限位端面(11-1)上周向分布设有预紧压缩弹簧(14)，预紧压缩弹簧(14)的两端分别顶住限位端面(11-1)和限位凸台(12-2)上端面；所述上压头(1)从上至下包括压头上部(1-3)、压头本体(1-4)和深入铜套(12)的压头下部(1-5)，压头下部(1-5)径向尺寸大于压头中部的径向尺寸，一上密封预紧套(3)从上方套入上压头(1)且其下端沿轴向顶住压头下部(1-5)，所述上密封预紧套(3)的下端面设有一密封圈Ⅰ(3-1)，且上密封预紧套(3)的下部外周表面与铜套(12)内表面紧密贴合；一预紧螺栓(4)与上压头(1)轴向平行穿过螺旋紧固套设在压头上部(1-3)的上预紧压帽(2)并顶住上密封预紧套(3)的上端面；一上封头(6)套在上密封预紧套(3)上且通过连接螺栓连接到夹持器筒体(9)的上端面，所述上压头(1)中沿其轴向贯通设有进水管路(1-2)；所述下堵头(17)包括堵头下部(17-3)和深入铜套(12)的堵头上部(17-2)，堵头上部(17-2)径向尺寸大于堵头下部(17-3)径向尺寸，一下预紧内套(16)从下方套入下堵头(17)且其上端沿轴向顶住堵头上部(17-2)，所述下预紧内套(16)的上端面设有一密封圈Ⅱ(16-1)，且下预紧内套(16)的外周表面与铜套(12)内表面紧密贴合；一下封头(18)套在堵头下部(17-3)上且通过连接螺栓连接到夹持器筒体(9)的下端面；所述下堵头(17)中沿其轴向贯通设有渗流出水通道(17-1)，所述夹持器筒体(9)与上封头(6)、下封头(18)相连接的部位皆设有密封结构；所述上压头(1)上端面与一伺服液压试验机(22)的压力部件接触，所述进水管路(1-2)外接至恒压恒流注液装置，渗流出水通道(17-1)通过回水管(24)连接至水回收箱，夹持器筒体(9)外包覆有一外部加热结构(23)，所述围压注油孔(9-3)通过输油管线外接至注油装置。2.根据权利要求1所述的防漏液高温高压水压致裂系统，其特征在于，所述的恒压恒流注液装置包括恒压恒流双缸泵(20)，恒压恒流双缸泵(20)的进水口与水容器相连，恒压恒流双缸泵(20)的出水口通过出水管与进水管路(1-2)连接，且出水管上设有用于监测压力的压力表Ⅱ(20-1)。3.根据权利要求1所述的