便攜式巖心硬度測試儀的制作方法
【專利摘要】一種便攜式巖心硬度測試儀，包括手動泵、拉壓傳感器、壓頭、液缸、巖心夾持器、箱體。通過絲桿的旋轉及巖心夾持器將全直徑巖心固定在支板上，在通過手搖泵對下部的液壓缸加壓，壓頭對巖心施加壓力，再由拉壓傳感器得到載荷與壓入位移的數據。本實用新型所提供便攜式全直徑巖心硬度測試儀可以直接在現場對井底取出的巖心進行硬度測試，操作方便，所得結果更能實際地反映出地層的巖石性質，對現場勘測和實驗室研究數據的提取均具有較好的效果。
【專利說明】便攜式巖心硬度測試儀

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種巖土工程中巖樣的硬度測試儀器，特別能夠在現場對從油 (氣）層中取出的全直徑巖心的硬度進行測試。

【背景技術】
[0002] 在巖土工程和石油工程中，巖石力學性質是工程設計最基本的數據，往往要通過 大量力學實驗獲得工程巖石的力學參數，而巖樣的硬度測試是這些力學參數中一個主要的 部分。巖石壓入硬度對選擇鉆進工藝參數起決定性的作用，因此，現場取出的全直徑巖心的 硬度測試尤為重要。而現場測試巖心硬度難，測試準確度不高，通過對全直徑巖心的切割、 劈分和長途運輸等處理，再進行硬度測試，可能對巖心的力學性質造成影響，不能真實全面 的反映地層巖石的力學性質。 實用新型內容
[0003] 本實用新型即針對上述缺陷提供一種現場測試全直徑巖心硬度的測試儀器。
[0004] 為了實現上述目的，本實用新型的第一方面提供一種便攜式巖心硬度測試儀。
[0005] 按照本實用新型的便攜式巖心硬度測試儀，包括手動泵、拉壓傳感器、壓頭、壓力 缸、巖心加持器、箱體。上端的壓頭及巖心夾持器將全直徑巖心固定在支板上，手搖泵對下 部的液壓缸加壓使支板上升，通過壓頭對巖心施加壓力。
[0006] 優選的是，所述絲桿與拉壓傳感器相連。
[0007] 優選的是，所述上板與立柱固定。
[0008] 優選的是，所述拉壓傳感器穿過滑動板。
[0009] 優選的是，所述滑動板與支柱通過軸套相連。
[0010] 優選的是，所述壓頭固定在拉壓傳感器下端。
[0011] 優選的是，所述立柱與下板固定。
[0012] 優選的是，所述液缸與支板固定。
[0013] 優選的是，所述液缸下端與手搖泵相連。
[0014] 優選的是，所述手搖泵對液缸施壓。
[0015] 優選的是，所述支板在液缸的帶動下上升。
[0016] 優選的是，所述巖心夾持器放在支板上。
[0017] 優選的是，所述全直徑巖心通過夾持器固定。
[0018] 優選的是，通過壓頭對巖心施壓。
[0019] 優選的是，所述巖石硬度儀機械部分通過箱體攜帶。
[0020] 優選的是，所述箱體集成手搖泵及數據采集系統。
[0021] 優選的是，所述數據采集系統包括拉壓傳感器和一臺平板電腦。
[0022] 優選的是，所述數據采集系統可采集載荷與位移。
[0023] 優選的是，所述巖心夾持器采用45#鋼。
[0024] 優選的是，所述壓頭為金剛石壓頭。
[0025] 優選的是，所述支板的材料為合金鋼。
[0026] 優選的是，所述絲桿的材料為45#鋼。
[0027] 優選的是，所述滑動板的材料為45#鋼。
[0028] 本實用新型第一方面的便攜式全直徑巖心硬度儀的工作方式是：將液壓油從注液 口注入液壓腔，使液壓腔內注滿液體，然后關閉注液口；將巖心固定在夾持器上，置于支板 上；轉動上部絲桿，使壓頭與巖心接觸，確保巖心平穩固定；轉動手搖泵向液缸施壓，推動 支板向上頂，此時壓頭開始對巖心施加壓力；巖心所受載荷與壓入深度通過拉壓傳感器獲 取，并傳輸到電腦上。
[0029] 本實用新型第一方面提供的便攜式全直徑巖心硬度儀可在鉆井現場對取出的全 直徑巖心進行測試，便于攜帶，操作方便，對于現場勘測和實驗室研究數據的提取均具有很 強的必要性。
[0030] 本實用新型第一方面所提供的便攜式全直徑巖心硬度儀的技術方案包括上述各 部分的任意組合，上述各部分組件的簡單變化或組合仍為本實用新型的保護范圍。
[0031] 本實用新型的第二方面還提供一種全直徑巖心硬度測量的方法，其包括如下步 驟：
[0032] a.通過注液口向液壓腔內注滿液體；
[0033] b.將注液口封閉；
[0034] c.轉動手搖栗對液壓缸施壓；
[0035] d.將全直徑固定在夾持器上；
[0036] e.舉起巖心與壓頭接觸；
[0037] f.轉動手動栗對巖心加壓；
[0038] g.壓入預設的深度后停止加壓，取出巖心。
[0039] 優選的是，以上步驟依次進行。
[0040] 優選的是，所述硬度儀為本實用新型第一方面所提供的便攜式全直徑巖心硬度 儀。
[0041] 優選的是，所述絲桿與拉壓傳感器相連。
[0042] 優選的是，所述上板與立柱固定。
[0043] 優選的是，所述拉壓傳感器與滑動板相連。
[0044] 優選的是，所述滑動板與支柱通過軸套相連。
[0045] 優選的是，所述拉壓傳感器可以直接將測試結果導入平板電腦。
[0046] 更多操作對于本領域普通技術人員而言都是已知的，不再贅述。
[0047] 本實用新型第二方面所提供的全直徑巖心硬度測量的方法的技術方案包括上述 各部分的任意組合，上述各部分組件的簡單變化或組合仍為本實用新型的保護范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048] 圖1為按照本實用新型第一方面的便攜式全直徑巖心硬度儀的一優選實施例的 結構示意圖；
[0049] 圖2為便攜式巖心硬度測試儀測試硬度時的工作示意圖。
[0050] 圖1、圖2中數字分別表示：
[0051] 1手搖輪A 2絲桿
[0052] 3上板 4支柱
[0053] 5拉壓傳感器 6滑動板
[0054] 7壓頭 8支板
[0055] 9液缸 10下板
[0056] 11長擋板 12箱體
[0057] 13平板電腦 14手搖輪B
[0058] 15海綿 16手搖輪C
[0059] 17短擋板 18巖心夾持器

【具體實施方式】
[0060] 為了更好地理解本實用新型，下面結合附圖詳細描述按照本實用新型第一方面的 便攜式巖心硬度測試儀結構的優選實施例。
[0061] 圖1為按照本實用新型第一方面的便攜式巖心硬度測試儀的優選實施例的結構 示意圖，本實施例中，便攜式全直徑巖心硬度儀包括手搖輪A1、手搖輪B14、手搖輪C16、上 板3、滑動板6、拉壓傳感器5、壓頭7、液缸9、支板8、下板10、巖心加持器18、箱體12,其中 手搖輪A1通過絲桿2與拉壓傳感器5相連，拉壓傳感器5與壓頭7相連，巖心加持器18放 于支板8上，通過下部液缸9向上頂對巖心加壓。
[0062] 本實施例中，所述絲桿2與拉壓傳感器5固定。
[0063] 本實施例中，所述上板3與立柱4固定。
[0064] 本實施例中，所述拉壓傳感器5與滑動板6固定。
[0065] 本實施例中，所述滑動板6與支柱4為間隙配合。
[0066] 本實施例中，所述壓頭7固定在滑動板6下端。
[0067] 本實施例中，所述立柱4與下板10固定。
[0068] 本實施例中，所述液缸9與支板8固定。
[0069] 本實施例中，所述手搖泵16對液缸9施壓。
[0070] 本實施例中，所述支板8在液缸9的作用下上升。
[0071] 本實施例中，所述巖心夾持器18放在支板8上。
[0072] 本實施例中，通過壓頭7對巖心施壓。
[0073] 本實施例中，所述巖石硬度儀機械部分通過箱體12攜帶。
[0074] 本實施例中，所述巖心夾持器18采用45#鋼。
[0075] 本實施例中，所述壓頭7為金剛石壓頭。
[0076] 本實施例中，所述支板8的材料為合金鋼。
[0077] 本實施例中，所述絲桿2的材料為45#鋼。
[0078] 本實施例中，所述液壓缸9的材料為合金鋼。
[0079] 本實施例中便攜式全直徑巖心硬度儀的工作方式是：將巖心固定在夾持器18上， 置于支板8上；轉動上部手搖輪A1，使壓頭7與巖心接觸，確保巖心平穩固定；轉動手搖輪 B1向液缸9施壓，推動支板8向上頂，此時壓頭7開始對巖心施加壓力；巖心所受載荷與壓 入深度通過拉壓傳感器5獲取，并傳輸到平板電腦13上。
[0080] 圖2為圖1所示便攜式巖心硬度測試儀測量時的示意圖，本實例中測量巖心硬度 的以上過程都在箱體上完成。
[0081] 更多操作對于本領域普通技術人員而言都是已知的，不再贅述。
[0082] 本實施例中所述的便攜式巖心硬度測試儀可在鉆井現場對取出的全直徑巖心進 行測試，便于攜帶，操作方便，對于現場勘測和實驗室研究數據的提取均具有很強的必要 性。本實施例所述的便攜式全直徑巖心硬度儀的技術方案包括上述各部分的任意組合，上 述各部分組件的簡單變化或組合仍為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種便攜式巖心硬度測試儀，手搖輪、拉壓傳感器、壓頭、巖心夾持器、支板、液缸從 上至下順序相連構成測試部分，其特征是：將硬度測試儀部分、平板電腦全部整合放于箱體 中，便于攜帶。
2. 如權利要求1所述的便攜式巖心硬度測試儀，其特征在于：通過壓頭及巖心夾持器 將全直徑巖心固定在支板上。
3. 如權利要求1所述的便攜式巖心硬度測試儀，其特征在于：所述壓頭通過拉壓傳感 器與絲桿相連。
4. 如權利要求2或3所述的便攜式巖心硬度測試儀，其特征在于：所述壓頭為金剛石 壓頭。
5. 如權利要求2所述的便攜式巖心硬度測試儀，其特征在于：所述巖心夾持器材料為 45# 鋼。
6. 如權利要求3所述的便攜式巖心硬度測試儀，其特征在于：所述拉壓傳感器為S型 拉壓傳感器。
7. 如權利要求1所述的便攜式巖心硬度測試儀，其特征在于：所述箱體整合了手搖液 壓泵和平板電腦。
8. 如權利要求7所述的便攜式巖心硬度測試儀，其特征在于：手搖液壓泵材料為合金 鋼。
9. 如權利要求7所述的便攜式巖心硬度測試儀，其特征在于：所述平板電腦直接與拉 壓傳感器相連。
【文檔編號】G01N3/40GK203869975SQ201320745087
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】張廣清, 李享, 翟向琳 申請人:中國石油大學(北京)