岩心夹具及岩心检测装置的制作方法

本发明涉及勘探，进一步的，涉及一种岩心夹具及岩心检测装置，特别涉及一种用于对岩心进行ct扫描的夹具及岩心检测装置。

背景技术：

1、随着油气资源的持续开发，传统的勘探开发方式已无法满足对储层的精细评价与开发需求，利用新的技术方法对岩心进行多尺度分析评价储层特征、开采效果和提高采收率越来越重要。目前，计算机层析成像技术(ct)在石油工程领域已经得到广泛运用，在不破坏岩心的前提下，能够直观准确的构建三维数字岩心，根据微观孔隙结构特征，反映岩心孔隙度、渗透性、油水分布等性质。

2、工业ct具有快速无损、扫描精度高、穿透力强等特点，分辨率可以实现微米甚至纳米级别。对于工业ct分辨率而言，岩石样品的尺寸是一个关键的影响因素，样品的几何尺寸越大对应的分辨率越低。为了获得更高精度分辨率的数据，往往会通过多尺度ct扫描分析技术来实现，通过钻取小尺度的岩心样品进行分析并对孔隙裂缝进行有效识别。钻井取芯通常为全直径岩心，根据实验不同的测定要求，在全直径岩心上钻取25mm的常规岩心进行相关实验，为了获得高分辨率数据，通常会在常规岩心上再钻取8-10mm的微钻岩心。因此，对于石油工程领域ct扫描的岩心对象主要有全直径岩心、常规岩心以及微钻岩心三种。

3、当考虑储层伤害评价实验时，往往需要将经钻井液伤害、完井液伤害、酸化或是水化前后的岩心进行ct扫描。为保证伤害前后的岩心位于同一位置，方便后续的处理分析，则需要准确定位岩心的摆放位置，此外，精准确定岩心和样品台旋转中心一致是保证高分辨率的关键，能使样品充分接近射线源并且转动时不会出视野界面。而现有工业ct的样品台通常是搭建的简易平台或者采用三爪卡盘，但这些样品台会存在以下几点问题：

4、1)自搭建的样品台在固定样品时靠不干胶固定，扫描时会有样品移动的风险；

5、2)不能准确定位旋转中心，每次需要手动调节，费时费力；

6、3)样品与样品台的旋转中心难以准确对齐，为保证样品旋转时不出视野则会牺牲样品到射线源的距离，无法保证最大分辨率；

7、4)三爪卡盘体积过大，当样品较小时，难以靠近射线源以获得更大分辨率。

8、上述问题均可能导致ct扫描过程中难以得到较大分辨率以及在后续处理过程中提取的岩心的孔隙和裂缝不准确，从而影响岩石的相关参数。

9、针对相关技术中无法对岩心样品进行稳固夹持、精准定位的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

10、由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种岩心夹具及岩心检测装置，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种岩心夹具及岩心检测装置，能够保证岩心样品与样品台的轴向中心对齐并且实现多种岩心尺寸的夹持固定，另外，在对岩心样品进行重复扫描时，岩心样品均能保持原扫描位置不变，提高岩心样品的分辨率，实现更精准、快速的检测。

2、本发明的目的可采用下列方案来实现：

3、本发明提供了一种岩心夹具，所述岩心夹具包括：

4、夹持支架，所述夹持支架包括多个夹持瓣，多个所述夹持瓣周向排布且相邻两所述夹持瓣之间留有间隙，多个所述夹持瓣合围形成用于放置岩心样品的夹持空间；

5、锁紧环，所述锁紧环环设于多个所述夹持瓣的外周，所述锁紧环用于箍紧多个所述夹持瓣向中心靠拢，以使多个所述夹持瓣夹紧位于所述夹持空间的所述岩心样品；

6、底座，所述夹持支架设置于所述底座上，所述底座用于设置于样品转台上。

7、在本发明的一较佳实施方式中，所述夹持空间包括容置段和位于所述容置段下方的延伸段，所述容置段的顶部与所述夹持瓣的上方相贯通，所述容置段的底部与所述延伸段的顶部连通，所述容置段具有与所述岩心样品相适配的横截面积，以用于夹紧所述岩心样品。

8、在本发明的一较佳实施方式中，所述容置段的横截面积大于所述延伸段的横截面积，以在所述容置段与所述延伸段相接的位置形成台阶，所述岩心样品位于所述容置段内，且所述台阶用于与所述岩心样品的底部相抵。

9、在本发明的一较佳实施方式中，所述间隙沿竖向由所述容置段的顶部延伸至所述延伸段的底部或靠近所述延伸段的底部位置。

10、在本发明的一较佳实施方式中，所述间隙的顶部与所述夹持瓣的上方相贯通，所述间隙的底部设置有扩张部，所述扩张部在水平方向上的间距大于位于所述扩张部上方的所述间隙在水平方向上的间距。

11、在本发明的一较佳实施方式中，所述岩心样品处于夹持状态下，所述锁紧环的顶部与所述岩心样品的底部之间具有间隔。

12、在本发明的一较佳实施方式中，所述锁紧环的顶部与所述岩心样品的底部之间的间隔距离大于或者等于10mm。

13、在本发明的一较佳实施方式中，所述锁紧环的内壁上设有第一内螺纹，多个所述夹持瓣的外壁上设有第一外螺纹，所述锁紧环环设于多个所述夹持瓣的外周并与多个所述夹持瓣之间通过螺纹连接。

14、在本发明的一较佳实施方式中，所述锁紧环的顶面上设置有定位部，所述定位部用于确定所述锁紧环的旋拧位置。

15、在本发明的一较佳实施方式中，所述锁紧环的顶面上设有标识部，所述标识部用于确定所述岩心样品的放置位置。

16、在本发明的一较佳实施方式中，所述标识部为沿所述锁紧环的周向标设于所述锁紧环的顶面边缘位置的刻度线。

17、在本发明的一较佳实施方式中，所述夹持支架还包括延长杆，多个所述夹持瓣的底部均与所述延长杆的顶部相连，所述延长杆的底部设有连接部，所述延长杆通过所述连接部与所述底座的顶部相连。

18、在本发明的一较佳实施方式中，所述延长杆的底部外壁上设有第二外螺纹；

19、所述底座为水平放置的圆盘状，所述底座的顶部中心位置设有具有第二内螺纹的螺纹孔，所述延长杆的底部插入所述螺纹孔内并与所述底座之间通过螺纹连接。

20、在本发明的一较佳实施方式中，所述底座上设置有多个固定孔，多个所述固定孔内设置有螺栓，用于将所述底座固定于所述样品转台上。

21、在本发明的一较佳实施方式中，所述夹持支架所采用的材质的密度与所述岩心样品的密度不相同。

22、在本发明的一较佳实施方式中，所述夹持支架所采用的材质为尼龙。

23、本发明提供了一种岩心检测装置，所述岩心检测装置包括：

24、上述的岩心夹具；

25、样品转台，所述岩心夹具设置于所述样品转台上；

26、图像采集设备，所述图像采集设备用于采集岩心样品的三维图像。

27、在本发明的一较佳实施方式中，所述图像采集设备为ct扫描及成像设备。

28、由上所述，本发明的岩心夹具及岩心检测装置的特点及优点是：通过周向间隔排布的多个夹持瓣合围形成夹持空间，将岩心样品放置于夹持空间内，在多个夹持瓣的外周设置锁紧环，通过锁紧环将多个夹持瓣之间相箍紧，使得多个夹持瓣向夹持空间的中心靠拢或具有靠拢的趋势，以使多个夹持瓣相配合夹紧位于夹持空间的岩心样品，保证对岩心样品夹持的稳定性，保证岩心样品能够以夹持支架为中心旋转，使岩心样品能够更靠近射线源，从而增大对岩心样品的分辨率，提高检测精度；另外，通过多个夹持瓣相配合对岩心样品进行夹持，同时方便更换和对岩心样品位置的调整，在进行多次检测时能够保证岩心样品均能保持原扫描位置不变，实现更精准、快速的检测。

技术特征：

1.一种岩心夹具，其特征在于，所述岩心夹具包括：

2.如权利要求1所述的岩心夹具，其特征在于，所述夹持空间包括容置段和位于所述容置段下方的延伸段，所述容置段的顶部与所述夹持瓣的上方相贯通，所述容置段的底部与所述延伸段的顶部连通，所述容置段具有与所述岩心样品相适配的横截面积，以用于夹紧所述岩心样品。

3.如权利要求2所述的岩心夹具，其特征在于，所述容置段的横截面积大于所述延伸段的横截面积，以在所述容置段与所述延伸段相接的位置形成台阶，所述岩心样品位于所述容置段内，且所述台阶用于与所述岩心样品的底部相抵。

4.如权利要求2所述的岩心夹具，其特征在于，所述间隙沿竖向由所述容置段的顶部延伸至所述延伸段的底部或靠近所述延伸段的底部位置。

5.如权利要求1或4所述的岩心夹具，其特征在于，所述间隙的顶部与所述夹持瓣的上方相贯通，所述间隙的底部设置有扩张部，所述扩张部在水平方向上的间距大于位于所述扩张部上方的所述间隙在水平方向上的间距。

6.如权利要求1所述的岩心夹具，其特征在于，所述岩心样品处于夹持状态下，所述锁紧环的顶部与所述岩心样品的底部之间具有间隔。

7.如权利要求6所述的岩心夹具，其特征在于，所述锁紧环的顶部与所述岩心样品的底部之间的间隔距离大于或者等于10mm。

8.如权利要求1所述的岩心夹具，其特征在于，所述锁紧环的内壁上设有第一内螺纹，多个所述夹持瓣的外壁上设有第一外螺纹，所述锁紧环环设于多个所述夹持瓣的外周并与多个所述夹持瓣之间通过螺纹连接。

9.如权利要求8所述的岩心夹具，其特征在于，所述锁紧环的顶面上设置有定位部，所述定位部用于确定所述锁紧环的旋拧位置。

10.如权利要求1所述的岩心夹具，其特征在于，所述锁紧环的顶面上设有标识部，所述标识部用于确定所述岩心样品的放置位置。

11.如权利要求10所述的岩心夹具，其特征在于，所述标识部为沿所述锁紧环的周向标设于所述锁紧环的顶面边缘位置的刻度线。

12.如权利要求1所述的岩心夹具，其特征在于，所述夹持支架还包括延长杆，多个所述夹持瓣的底部均与所述延长杆的顶部相连，所述延长杆的底部设有连接部，所述延长杆通过所述连接部与所述底座的顶部相连。

13.如权利要求12所述的岩心夹具，其特征在于，所述延长杆的底部外壁上设有第二外螺纹；

14.如权利要求1所述的岩心夹具，其特征在于，所述底座上设置有多个固定孔，多个所述固定孔内设置有螺栓，用于将所述底座固定于所述样品转台上。

15.如权利要求1所述的岩心夹具，其特征在于，所述夹持支架所采用的材质的密度与所述岩心样品的密度不相同。

16.如权利要求15所述的岩心夹具，其特征在于，所述夹持支架所采用的材质为尼龙。

17.一种岩心检测装置，其特征在于，所述岩心检测装置包括：

18.如权利要求17所述的岩心检测装置具，其特征在于，所述图像采集设备为ct扫描及成像设备。

技术总结
本发明为一种岩心夹具及岩心检测装置，该岩心夹具包括：夹持支架，夹持支架包括多个夹持瓣，多个夹持瓣周向排布且相邻两夹持瓣之间留有间隙，多个夹持瓣合围形成用于放置岩心样品的夹持空间；锁紧环，锁紧环环设于多个夹持瓣的外周，锁紧环用于箍紧多个夹持瓣向中心靠拢，以使多个夹持瓣夹紧位于夹持空间的岩心样品；底座，夹持支架设置于底座上，底座用于设置于样品转台上。本发明解决了无法对岩心样品进行稳固夹持、精准定位的技术问题。

技术研发人员：叶之琳,杨向同,王永红,刘建全,高翔,金毅,乔岩
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5