一种研究承压岩心声速变化规律的实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及方形岩心在围压作用下声波的传播速度实验领域，尤其涉及一种研究承压岩心声速变化规律的实验装置。


背景技术：

2.随着经济的发展，重难点项目逐渐增多，对工程勘察提出了更高的要求。传统的勘察方法以钻探为主，通过钻探岩芯直接判断地层的工程地质特征。岩芯的质量受到多种因素的影响，如机械设备、钻机机长技术、钻探工艺等，在复杂地层时常无法取芯或者采取率低无法准确推断地层地质情况。声波测井属于地震勘探方法的范畴，声波速度测井简称声速测井，通过测量地层滑行波的时差(地层纵波速度的倒数，单位微秒/米或微秒/英尺)，反映井壁地层的特性；地层声速和地层孔隙度有关，大量数据表明，在固结、压实的纯地层中，地层孔隙度和声波时差存在线性关系，


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，模拟地下岩石实际所受压力状况，提供一种结构设计新颖、使用方便的一种研究承压岩心声速变化规律的实验装置。
4.为了实现本实用新型的目的，本实用新型的技术方案为：一种研究承压岩心声速变化规律的实验装置，它包括两个相向设置的探头卡座，两个探头卡座分别通过一固定架固定于底座上，两个探头卡座内分别设有一探头，两个探头分别通过数据线与一示波器连接；
5.优选的，所述两个探头卡座分别为左卡座、右卡座，所述左卡座、右卡座分别通过左支架、右支架设置于底座上，
6.优选的，还包括一压力传感器，压力传感器的压力探头在正方形钢板和岩心之间，压力探头通过一数据线与一显示器连接；
7.优选的，还包括一千斤顶，千斤顶在岩心下方。
8.本实用新型的有益效果在于：本设计其结构设计新颖、使用方便，通过本实验装置可将在同一块岩石中的声波速度与岩石所受压力的关系和在不同岩性相同孔隙度的岩石中的声波速度与所受压力的关系以及在相同岩性不同孔隙度的岩石中的声波速度与所受压力的关系直观的表现出来，从而为学生更好的理解声波测井打好基础。
9.除此之外，本装置还具有以下优点：
10.(1)在岩石的声波速度已知的前提下可以用来推出其孔隙度，为实验室测量岩样的孔隙度及其提供了新途径；
11.(2)压力传感器可以通过显示器读取压力值进而实现千斤顶控制对岩心的压力。操作简单。
12.(3)示波器使声波传播时间的获取操作简单。
13.(4)左支架和右支架所固定的底座可通过移动达到将探头处于岩心两边。
附图说明
14.图一为实验装置的主要结构示意图；
15.图二为示波器接收到的波形示意图；
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
17.实施例一：一种研究承压岩心声速变化规律的实验装置，参见图1，图2。
18.它包括两个相向设置的探头卡座，两个探头卡座分别通过左支架9、右支架10固定于左底座3、右底座4上，两个探头卡座内分别设有一探头，两个探头分别通过数据线11与一示波器12连接。
19.具体的，本设计中的两个探头卡座分别为左卡座5、右卡座6，均呈管状或环状，且左卡座5、右卡座6相向对应的端部开口，而探头位于左卡座5、右卡座6内；所述探头分别为左探头8、右探头7，左探头8、右探头7分别位于左卡座5、右卡座6内，而所述左卡座5、右卡座6分别通过左支架9、右支架10设置于左底座3、右底座4上。
20.进一步的，所述左底座3、右底座4可以通过移动以达到将探头处于岩心16两边。
21.具体的，所述左支架9、右支架10分别通过左出口22、右出口23穿过正方形钢板2。
22.具体的，所述正方形钢板2包括左下钢板17、右下钢板18、左上钢板19、右上钢板20、左出口22、右出口23、上出口21，左下钢板17、右下钢板18、左上钢板19、右上钢板20、为实心的钢板。
23.进一步的，本装置还包括一千斤顶1(现有技术)，千斤顶在岩心16下方对岩心进行加压。
24.进一步的，本装置还包括一压力传感器，压力传感器包括一压力探头13，压力探头13与一数据线14连接。数据线14通过上出口21与一显示器15连接。压力探头13在岩心的上方与左上钢板19、右上钢板20接触，显示器可以读取对岩心施加的压力值，进而实现对岩心以特定压力值进行加压。
25.本装置在使用时，首先将示波器通过数据线与两个探头进行连接，在探头与岩芯中间涂抹凡士林以增加两者之间的耦合程度，从而让声波能量更多的传入岩芯被探头接收到，而后通过移动底座将探头处于岩心两边。
26.而后，开始用千斤顶1开始对岩心进行加压，通过读取显示器15的压力值，而进行对岩心以特定压力值的加压，而后观察示波器的波形，示波器显示接受声波的时间(时间t亦可从示波器的波形求得(即波形的起振点的时刻))。而岩心的长度可以由数显游标卡尺测得，因此声波在岩心中传播的速度v可以计算得出。
27.本实验装置在使用中分别使用已知岩性为砂岩，泥岩，灰岩的岩芯在压力值为5mpa，10mpa，15mpa，20mpa，25mpa，30mpa，35mpa，40mpa，45mpa，50mpa，55mpa，60mpa分别获得其声波时差；分别使用已知孔隙度为10％、15％、20％、25％、30％和35％的岩芯在压力值为5mpa，10mpa，15mpa，20mpa，25mpa，30mpa，35mpa，40mpa，45mpa，50mpa，55mpa，60mpa分别获取其声波时差，从而求得在岩心中的声波速度。
28.综上，通过本实验装置可将在同一块岩石中的声波速度与岩石所受压力的关系和在不同岩性相同孔隙度的岩石中的声波速度与所受压力的关系以及在相同岩性不同孔隙度的岩石中的声波速度与所受压力的关系直观的表现出来，从而为学生更好的理解声波测井打好基础。
29.本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。


技术特征：
1.一种研究承压岩心声速变化规律的实验装置，其特征在于：它包括两个相向设置的探头卡座，两个探头卡座分别通过一固定架固定于底座上，两个探头卡座内分别设有一探头，两个探头分别通过数据线与一示波器链接；还包括一千斤顶，其特征在于：所述千斤顶在岩心下方；还包括一压力传感器，其特征在于：所述压力传感器的压力探头在正方形钢板和岩心之间，所述压力探头通过一数据线与一显示器连接。2.如权利要求1所述的一种研究承压岩心声速变化规律的实验装置，其特征在于：所述两个探头卡座分别为左卡座、右卡座，所述左卡座、右卡座分别通过左支架、右支架设置于底座上。

技术总结
本实用新型提供一种结构设计新颖、使用方便的一种研究承压岩心声速变化规律的实验装置，它包括两个相向设置的探头卡座，两个探头卡座分别通过一固定架固定于底座上，两个探头卡座内分别设有一探头，两个探头分别通过数据线与一示波器连接；还包括一压力传感器，压力传感器的压力探头在正方形钢板和岩心之间，压力探头通过一数据线与一显示器连接；还包括一千斤顶，千斤顶在岩心下方为岩心进行加压。千斤顶在岩心下方为岩心进行加压。千斤顶在岩心下方为岩心进行加压。


技术研发人员：胡永 姜维 胡振鹏 仲颉 刘蒙蒙 梁剑明
受保护的技术使用者：新疆维吾尔自治区煤田地质局一五六煤田地质勘探队
技术研发日：2021.12.12
技术公布日：2022/6/24