[发明专利]一种原位实验磁信号感知装置及方法

权利要求书

1.一种原位实验磁信号感知装置，包括加载机构、渗流机构与数据采集机构，其特征在于：所述加载机构设置有轴向加载活塞(5)、Ⅰ侧向加载活塞(1)、Ⅱ侧向加载活塞(2)、Ⅲ侧向加载活塞(3)、IV侧向加载活塞(4)、轴向加载轴(10)、Ⅰ侧向加载轴(6)、Ⅱ侧向加载轴(7)、Ⅲ侧向加载轴(8)、Ⅳ侧向加载轴(9)、轴向传导孔(19)、Ⅰ侧向传导孔(20)、Ⅱ侧向传导孔(21)、Ⅲ侧向传导孔(22)、IV侧向传导孔(23)、注液孔(14)、夹持器主体(11)、温控圈(25)；

所述渗流机构设置有超临界室(27)、围压腔(12)、围压孔(26)、渗流孔(13)、试件腔(24)、试件(28)、橡胶套(29)；

所述数据采集机构设置有线槽(15)、感知体(18)、感知线圈(16)、串联体(17)；

所述轴向加载轴(10)位于夹持器主体(11)的内腔中心处，Ⅰ侧向加载轴(6)、Ⅱ侧向加载轴(7)、Ⅲ侧向加载轴(8)、Ⅳ侧向加载轴(9)分别位于轴向加载轴(10)的四周，轴向加载活塞(5)的底部与轴向加载轴(10)连接，Ⅰ侧向加载活塞(1)的底部与Ⅰ侧向加载轴(6)相连接，Ⅱ侧向加载活塞(2)的底部与Ⅱ侧向加载轴(7)相连接，Ⅲ侧向加载活塞(3)的底部与Ⅲ侧向加载轴(8)相连接，Ⅳ侧向加载活塞(4)的底部与Ⅳ侧向加载轴(9)相连接，注液孔(14)分别置于轴向加载活塞(5)、Ⅰ侧向加载活塞(1)、Ⅱ侧向加载活塞(2)、Ⅲ侧向加载活塞(3)、Ⅳ侧向加载活塞(4)的表面，夹持器主体(11)设有用于放置感知体(18)的容纳室，轴向传导孔(19)位于感知体(18)的表面，Ⅰ侧向传导孔(20)、Ⅱ侧向传导孔(21)、Ⅲ侧向传导孔(22)以及Ⅳ侧向传导孔(23)分别位于感知体(18)的四周表面，感知线圈(16)套于感知体(18)的表面，轴向加载轴(10)穿过感知线圈(16)并贯穿轴向传导孔(19)与轴向加载活塞(5)的底部连接，Ⅰ侧向加载轴(6)穿过感知线圈(16)并贯穿Ⅰ侧向传导孔(20)与Ⅰ侧向加载活塞(1)的底部连接，Ⅱ侧向加载轴(7)穿过感知线圈(16)并贯穿Ⅱ侧向传导孔(21)与Ⅱ侧向加载活塞(2)的底部连接，Ⅲ侧向加载轴(8)穿过感知线圈(16)并贯穿Ⅲ侧向传导孔(22)与Ⅲ侧向加载活塞(3)的底部连接，Ⅳ侧向加载轴(9)穿过感知线圈(16)并贯穿Ⅳ侧向传导孔(23)与Ⅳ侧向加载活塞(4)的底部连接，温控圈(25)置于夹持器主体(11)内部，试件(28)位于感知体(18)的内腔，橡胶套(29)置于试件(28)外部，超临界室(27)分别置于轴向加载活塞(5)、Ⅰ侧向加载活塞(1)、Ⅱ侧向加载活塞(2)、Ⅲ侧向加载活塞(3)、Ⅳ侧向加载活塞(4)的内部，渗流孔(13)贯穿超临界室(27)、轴向加载活塞(5)、轴向加载轴(10)。

2.根据权利要求1所述的原位实验磁信号感知装置，其特征在于：所述围压腔(12)位于夹持器主体(11)内，围压孔(26)置于夹持器主体(11)的侧面，感知体(18)位于围压腔(12)内，线槽(15)置于感知体(18)的外侧，感知线圈(16)置于线槽(15)内，感知线圈(16)与串联体(17)相连。

3.根据权利要求2所述的原位实验磁信号感知装置，其特征在于：所述感知体(18)置于夹持器主体(11)的内部，且感知体(18)的内部开设有试件腔(24)，试件腔(24)内嵌有试件(28)，试件(28)由非金属材料构成。

4.根据权利要求1所述的原位实验磁信号感知装置，其特征在于：所述感知线圈(16)的中间间隔设置有I侧向传导孔(20)、II侧向传导孔(21)、III侧向传导孔(22)以及IV侧向传导孔(23)。

5.一种原位实验磁信号感知方法，由权利要求1-4任一项所述的原位实验磁信号感知装置执行，其特征在于：包括如下步骤：

S1、根据实际地层条件确定所需加载的三向应力、孔隙压力、实验温度以及注入流体；

S2、检查装置的连接情况，将制备好的试件(28)置于橡胶套(29)内并放置在试件腔(24)中，通过轴向加载活塞(5)、Ⅰ侧向加载活塞(6)、Ⅱ侧向加载活塞(7)、Ⅲ侧向所述加载活塞(8)、Ⅳ侧向加载活塞(9)对试件(28)进行三向应力加载；

S3、根据所需的孔隙压力，通过围压孔(26)向围压腔(12)内注入围压液，使围压大于孔隙压力，压实橡胶套(29)，并按照地层温度，通过温控圈(25)对围压腔(12)进行加温；

S4、从渗流孔(13)向试件腔(24)内注入流体；

S5、通过线槽(15)上的感知线圈(16)采集回波信号，反演所得核磁信号，得到试件(28)结构与流体运移特征。