本发明专利技术提供了一种页岩吸水测试装置与测试方法，页岩吸水测试装置用于测试页岩样本的吸水膨胀机理，页岩吸水测试装置包括：膨胀管组件，膨胀管组件设置在页岩样本内部的容纳腔内；供水组件，供水组件与膨胀管组件连接，以通过向膨胀管组件注入预设压力的水，使膨胀管组件的体积膨胀并给页岩样本的容纳腔壁施加向外的膨胀力；检测机构，检测机构与页岩样本连接，以检测膨胀管组件在膨胀后页岩样本的体积变化。本发明专利技术的页岩吸水测试装置解决了现有技术中无法预测页岩吸水膨胀对套管造成损伤的问题。问题。问题。
【技术实现步骤摘要】
页岩吸水测试装置与测试方法
[0001]本专利技术涉及油气开采
，具体而言，涉及一种页岩吸水测试装置与测试方法。
技术介绍
[0002]在页岩气的开采过程中，常常需要压裂改造增加页岩气井产能。在压裂过程中井壁岩石在压裂液的影响下，具有明显的流变效应。水通过对岩石结构和力学参数的影响，使岩石蠕变变形大幅增加。页岩吸水膨胀发生蠕变变形过程中，会对套管造成一定损害，给页岩气的开采带来重大经济损失。
技术实现思路
[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种页岩吸水测试装置与测试方法，以解决现有技术中无法预测页岩吸水膨胀对套管造成损伤的问题。
[0004]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种页岩吸水测试装置，页岩吸水测试装置用于测试页岩样本的吸水膨胀机理，页岩吸水测试装置包括：膨胀管组件，膨胀管组件设置在页岩样本内部的容纳腔内；供水组件，供水组件与膨胀管组件连接，以通过向膨胀管组件注入预设压力的水，使膨胀管组件的体积膨胀并给页岩样本的容纳腔壁施加向外的膨胀力；检测机构，检测机构与页岩样本连接，以检测膨胀管组件在膨胀后页岩样本的体积变化。
[0005]进一步地，检测机构包括激光扫描仪，激光扫描仪设置在页岩样本的一侧以用于检测页岩样本表面的形变。
[0006]进一步地，检测机构包括：第一检测板组件，第一检测板组件沿第一预设方向设置在页岩样本的侧面，并与页岩样本的侧面抵接连接；第一位移检测器，第一位移检测器与第一检测板组件连接，以检测第一检测板组件在页岩样本膨胀前后沿第一预设方向上的位移变化。
[0007]进一步地，第一检测板组件包括两个第一检测板，两个第一检测板分别设置在页岩样本的相对两侧，检测机构还包括：第一加载系统，第一加载系统与两个第一检测板均连接，以通过两个第一检测板给页岩样本施加一对大小相同、方向相反的第一预应力，以夹紧页岩样本；第一压力表，第一压力表与第一检测板组件连接，以检测页岩样本膨胀前后对第一检测板组件的推力变化。
[0008]进一步地，检测机构还包括：第二检测板组件，第二检测板组件沿第二预设方向设置在页岩样本的侧面，并与页岩样本的侧面抵接连接，其中，第二预设方向与第一预设方向相互垂直；第二位移检测器，第二位移检测器与第二检测板组件连接，以检测第二检测板组件在页岩样本膨胀前后沿第二预设方向上的位移变化。
[0009]进一步地，第二检测板组件包括两个第二检测板，两个第二检测板分别设置在页岩样本的相对两侧，检测机构还包括：第二加载系统，第二加载系统与两个第二检测板均连
接，以通过两个第二检测板给页岩样本施加一对大小相同、方向相反的第二预应力，以夹紧页岩样本；第二压力表，第二压力表与第二检测板组件连接，以检测页岩样本膨胀前后对第二检测板组件的推力变化。
[0010]进一步地，检测机构还包括：支撑组件，支撑组件可移动地设置在页岩样本的底部，以支撑页岩样本；第三位移检测器，第三位移检测器与支撑组件连接，以检测支撑组件在页岩样本膨胀前后沿竖直方向上的位移变化。
[0011]进一步地，膨胀管组件包括：膨胀管，膨胀管的一端开口，膨胀管的另一端封闭，供水组件与膨胀管开口的一端连接，以向膨胀管内输入预设压力的水。
[0012]进一步地，供水组件包括：注水泵，注水泵通过水管与膨胀管组件连接；第三压力表，第三压力表设置在水管上，以检测向膨胀管组件内注入水的压力。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种测试方法，测试方法采用上述的页岩吸水测试装置对页岩样本进行测试，测试方法包括：
[0014]步骤S1：选取页岩样本，将页岩样本放置在支撑组件上，并将膨胀管组件放置在页岩样本的容纳腔内；
[0015]步骤S2：沿第一预设方向和第二预设方向分别对页岩样本加载预应力；
[0016]步骤S3：向膨胀管组件内注入预设压力的水，以使膨胀管组件膨胀并对容纳腔的内壁施加向外的力；
[0017]步骤S4：通过检测机构检测页岩样本在膨胀管组件膨胀前后页岩样本的体积变化。
[0018]应用本专利技术技术方案的页岩吸水测试装置用于测试页岩吸水性能的装置，通过观察页岩吸水后的变化以分析对套管的损伤，从而在安装或设计套管时避免这种问题的出现，具体的，该页岩吸水测试装置先将膨胀管组件安装到页岩样本的容纳腔内，然后供水组件与膨胀管组件连通，打开供水组件向膨胀管组件内注入高压水，以使膨胀管组件体积变大从而推动页岩样本容纳腔的内壁向外扩张，此时，检测机构检测页岩样本在膨胀管组件膨胀后发生的形状和体积变化，从而分析页岩样本可能对套管所产生的损坏机理。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0020]图1示出了根据本专利技术的页岩吸水测试装置的实施例的连接示意图；以及
[0021]图2示出了本专利技术的页岩吸水测试装置的实施例的部分结构剖视图。
[0022]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0023]10、页岩样本；20、膨胀管组件；30、供水组件；31、注水泵；32、第三压力表；41、激光扫描仪；42、第一检测板组件；43、第一加载系统；44、第一压力表；46、第二加载系统；47、第二压力表；48、支撑组件；481、下推板；482、底活塞；483、底堵头；49、第三位移检测器；50、计算机；60、夹持器。
具体实施方式
[0024]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0025]为了解决现有技术中无法预测页岩吸水膨胀对套管造成损伤的问题，本专利技术提供了一种页岩吸水测试装置与测试方法。
[0026]请参考图1和图2，一种页岩吸水测试装置，页岩吸水测试装置用于测试页岩样本10的吸水膨胀机理，页岩吸水测试装置包括：膨胀管组件20，膨胀管组件20设置在页岩样本10内部的容纳腔内；供水组件30，供水组件30与膨胀管组件20连接，以通过向膨胀管组件20注入预设压力的水，使膨胀管组件20的体积膨胀并给页岩样本10的容纳腔壁施加向外的膨胀力；检测机构，检测机构与页岩样本10连接，以检测膨胀管组件20在膨胀后页岩样本10的体积变化。
[0027]本专利技术提供了一种用于测试页岩吸水性能的装置，通过观察页岩吸水后的变化以分析对套管的损伤，从而在安装或设计套管时避免这种问题的出现，具体的，该页岩吸水测试装置先将膨胀管组件20安装到页岩样本10的容纳腔内，然后供水组件30与膨胀管组件20连通，打开供水组件30向膨胀管组件20内注入高压水，以使膨胀管组件20体积变大从而推动页岩样本10容纳腔的内壁向外扩张，此时，检测机构检测页岩样本10在膨胀管组件20膨胀后发生的形状和体积变化，从而分析页岩样本10可能对套管所产生的损坏机理。
[0028]检测机构包括：激光扫描仪41，激本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种页岩吸水测试装置，其特征在于，所述页岩吸水测试装置用于测试页岩样本(10)的吸水膨胀机理，所述页岩吸水测试装置包括：膨胀管组件(20)，所述膨胀管组件(20)设置在所述页岩样本(10)内部的容纳腔内；供水组件(30)，所述供水组件(30)与所述膨胀管组件(20)连接，以通过向所述膨胀管组件(20)注入预设压力的水，使所述膨胀管组件(20)的体积膨胀并给所述页岩样本(10)的容纳腔壁施加向外的膨胀力；检测机构，所述检测机构与所述页岩样本(10)连接，以检测所述膨胀管组件(20)在膨胀后所述页岩样本(10)的体积变化。2.根据权利要求1所述的页岩吸水测试装置，其特征在于，所述检测机构包括：激光扫描仪(41)，所述激光扫描仪(41)设置在所述页岩样本(10)的一侧以用于检测所述页岩样本(10)表面的形变。3.根据权利要求1所述的页岩吸水测试装置，其特征在于，所述检测机构包括：第一检测板组件(42)，所述第一检测板组件(42)沿第一预设方向设置在所述页岩样本(10)的侧面，并与所述页岩样本(10)的侧面抵接连接；第一位移检测器，所述第一位移检测器与所述第一检测板组件(42)连接，以检测所述第一检测板组件(42)在所述页岩样本(10)膨胀前后沿所述第一预设方向上的位移变化。4.根据权利要求3所述的页岩吸水测试装置，其特征在于，所述第一检测板组件(42)包括两个所述第一检测板，两个所述第一检测板分别设置在所述页岩样本(10)的相对两侧，所述检测机构还包括：第一加载系统(43)，所述第一加载系统(43)与两个所述第一检测板均连接，以通过两个所述第一检测板给所述页岩样本(10)施加一对大小相同、方向相反的第一预应力，以夹紧所述页岩样本(10)；第一压力表(44)，所述第一压力表(44)与所述第一检测板组件(42)连接，以检测所述页岩样本(10)膨胀前后对所述第一检测板组件(42)的推力变化。5.根据权利要求3所述的页岩吸水测试装置，其特征在于，所述检测机构还包括：第二检测板组件，所述第二检测板组件沿第二预设方向设置在所述页岩样本(10)的侧面，并与所述页岩样本(10)的侧面抵接连接，其中，所述第二预设方向与所述第一预设方向相互垂直；第二位移检测器，所述第二位移检测器与所述第二检测板组件连接，以检测所述第二检测板组件在所述页岩样本(10)膨...
【专利技术属性】
技术研发人员：王向阳，乔磊，袁光杰，杨恒林，王开龙，何爱国，林盛杰，刘奕杉，杨松，杜卫强，郑李，王元，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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