[发明专利]多功能真三轴应力煤心夹持器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种模拟油气储层及煤层气储层条件下的多功能真三轴 应力煤心夹持器，属油气层及煤层气保护与伤害评价测试仪器技术领域。

背景技术：

目前模拟评价油层气及煤层气储量，以及钻井过程中钻井液、完井 液对储层伤害程度的评价试验中所用到的模拟煤层煤心夹持器，都是基 于在一维围压条件下的渗透率测试或二维围压和轴压条件下的渗透率测 试。由于地层应力状态不尽相同，在地层水平方向上的应力也不尽相同， 所以一维或二维应力夹持器不能真实地反映储层的应力及开采过程中的 应力变化情况，以及储层渗透率随原地应力的变化规率。随着钻井技术 的不断发展，科学真实地模拟地层应力条件下的储层渗透率的变化规律， 以及在真三维应力状态下，模拟欠平衡、正压差、平衡等钻井过程中的 泥浆动态污染过程，使储层污染过程和渗流测试过程一体化，避免多次 装夹煤样产生的应力效应，已成为油田钻井作业及科研项目中亟待解决 的问题。

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种用于在高温高压条件及真三轴应力条 件下储层的渗透率测试，能模拟油气储层及煤层气储层环境钻井过程中 的泥浆动态污染过程，综合评价储层受污染的程度和深度；且结构简单， 操作方便的多功能真三轴应力煤心夹持器。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种多功能真三轴应力煤心夹持器，它由X轴压盖、左调节螺母、 X轴加压柱塞、左固定螺母、左固定块、夹持器筒体、胶筒、泥浆管道 接口、右柱塞、右固定螺母、右固定块、右调节螺母、Y轴压盖、Y轴 加压柱塞组成，其特征在于：夹持器筒体的左端通过左固定螺母固装有 一左固定块，左固定块内安装有X轴加压柱塞，X轴加压柱塞的右端为 方形；左固定块的左端通过左调节螺母固装有一X轴压盖，X轴压盖的 中心凹孔套装在X轴加压柱塞的左端，X轴加压柱塞通过定位螺丝与X 轴压盖连接；夹持器筒体的右端通过右固定螺母固装有一右固定块，右 固定块内通过右调节螺母固装有右柱塞；左固定块和右固定块之间装有 内外呈方形的胶筒，胶筒的左端套装在X轴加压柱塞和左固定块上，胶 筒的右端固定在右固定块上。

所述的夹持器筒体的上下方装有泥浆管道接口和四氟垫；夹持器筒 体的前后侧上通过螺栓安装有Y轴压盖，Y轴压盖通过拉簧与Y轴加压 柱塞连接。

所述的X轴压盖、Y轴压盖、夹持器筒体上开有轴压加压口，轴压 加压口上装有X轴压导管、Y轴压导管和Z轴压导管；X轴加压柱塞上 开有流体入口，右柱塞上开有流体出口。

所述的夹持器筒体、左固定块、X轴压盖、右固定块上安装有定位 销。

所述的X轴加压柱塞、左固定块、右固定块、右柱塞、Y轴压盖、 Y轴加压柱塞上装有O型密封圈；所述的X轴压盖、左固定块、右固定 块、右柱塞上装有轴卡簧。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

该多功能真三轴应力煤心夹持器将实验样品装入胶筒后，通过轴压 导管分别连接三台压力泵，X轴、Y轴、Z轴的轴压通过三台压力泵控制， 三轴向压力可以互不相同，即可进行真三轴应力条件下的流体渗透率测 试实验，实现了真正意义上的储层样品的三轴应力煤心实验。而且将右 柱塞退出一定距离后，打开泥浆通道，可用于在真三维压力状态下，模 拟欠平衡、正压差、平衡等钻井过程中的泥浆动态污染过程，使储层污 染过程和渗流测试过程一体化，避免多次装夹煤样产生应力效应。解决 了目前评价实验中常用的伪三轴夹持器不能在三个轴向上加载不同轴压 的问题，克服了流体驱替实验、泥浆污染试验、气液两相驱替试验要单 独进行的缺陷。能真实评价储层在真三轴应力条件下渗透率的变化规率， 且操作方便，灵活适用。

附图说明：

图1为多功能真三轴应力煤心夹持器的X轴方向结构示意图；

图2为多功能真三轴应力煤心夹持器的Y轴方向结构示意图。