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    高温 高压 线性 膨胀 测量仪
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110061886.7

    申请日:

    2011.03.15

    公开号:

    CN102384966A

    公开日:

    2012.03.21

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G01N 33/24申请日:20110315授权公告日:20150114终止日期:20180315|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 33/24申请日:20110315|||公开
    IPC分类号: G01N33/24 主分类号: G01N33/24
    申请人: 毕宏峰
    发明人: 毕宏峰
    地址: 美国德克萨斯州休斯顿市夏多威克街3722号
    优先权: 2010.09.03 US 12/807406; 2010.09.03 US 12/807414
    专利代理机构: 南京天华专利代理有限责任公司 32218 代理人: 徐冬涛;瞿网兰
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110061886.7

    授权公告号:

    |||102384966B||||||

    法律状态公告日:

    2019.03.08|||2015.01.14|||2012.05.02|||2012.03.21

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种高温高压线性膨胀测量仪,它包含一个能承受高温高压的圆筒状槽式组合件(80),其内部有一个能担载固体样本压片(42)的压片托架(48),有一个能随着样本压片(42)的膨胀和收缩而感应位移的测杆(56),其位移变化大小可LVDT传感器(66)或用磁力测量仪器(116)测量。样本通过加热器(30)供热,利用加压流体(68)流经加压口(16),进入高压容器对系统控制施压。本发明结构简单,操作使用方便,制造成本低。

    权利要求书

    1.一种高温高压线性膨胀测量仪,其特征是它包括:(a)一个压力容器,该压力容器至少部分装载着一种液体样本;(b)一个固体样本;(c)一个刚性托架,该刚性托架承载着所述的固体样本,该托架至少允许所述的固体样本有一个膨胀面可以自由运动,而禁止其余的面发生运动;(d)一个所述的固体样本接触所述的液体样本的接触面;(e)一种计量所说的固体样本的所允许膨胀的面的运动状况的检测装置。2.根据权利要求1所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的计量固体样本的膨胀面的运动状况的检测装置是一个线性传感器、磁力测量仪或超声波传感器。3.根据权利要求1所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的固体样本至少具有一个圆周表面。4.根据权利要求1所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的固体样本的膨胀面加有预置力。5.根据权利要求4所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的固体样本所承受的预置的力是由一个弹簧施加的。6.根据权利要求1所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的压力容器设有调节其内部液体样本温度的加热装置。7.根据权利要求1所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的压力容器中还安装有一个搅拌液体样本的搅拌器。8.一种高温高压线性膨胀测量仪,其特征是它包括:(a)一个压力容器,该压力容器至少部分装载着一种液体样本;(b)一个固体样本,该固体样本至少有一个周表面和一个与所述的周表面基本垂直并且可以自由运动的表面;(c)一个刚性托架,该刚性托架承载着所述的固体样本,该刚性托架禁止所述的周表面发生运动,同时允许所述的固体样本有一个膨胀面可以自由运动,而禁止其余的面发生运动;(d)一个所述的固体样本接触所述的液体样本的接触面;(e)一种计量所说的固体样本的所允许膨胀的面的运动状况的检测装置。9.根据权利要求8所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的固体样本是圆柱形。10.根据权利要求8所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的计量固体样本的膨胀面的运动状况的检测装置是一个线性传感器、磁力测量仪或超声波传感器。11.根据权利要求8所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的固体样本的膨胀面加有预置力。12.根据权利要求8所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的固体样本所承受的预置的力是由一个弹簧施加的。13.根据权利要求8所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的压力容器设有向其中加注流体的加压口。14.根据权利要求8所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的压力容器设有调节其内部液体样本温度的加热装置。15.根据权利要求8所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的压力容器中还安装有一个搅拌液体样本的搅拌器。16.一种高温高压线性膨胀测量仪,其特征是它包括:(a)一个压力容器,至少部分装载着液体样本;所述压力容器上设有引入压力流体的接口和控制所说压力容器中引入的压力流体的压力的泄流口;(b)一个固体样本;(c)一个坚实的托架承载着所说的固体样本,这个托架至少允许固体样本有一个膨胀面可以自由运动,而禁止其余的面发生运动;(d)所说的固体样本接触液体的面是所说的液体样本;(e)一种计量所说的固体样本的所允许膨胀的面的运动状况的检测装置。17.根据权利要求16所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的计量固体样本的膨胀面的运动状况的检测装置是一个线性传感器、磁力测量仪或超声波传感器。18.根据权利要求16所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的固体样本的膨胀面加有预置力。19.根据权利要求16所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的固体样本所承受的预置的力是由一个弹簧施加的。20.根据权利要求16所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的压力容器设有向其中加注流体的加压口。21.根据权利要求16所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的压力容器设有调节其内部液体样本温度的加热装置。22.根据权利要求16所述的高温高压线性膨胀测量仪,其特征是所述的压力容器中还安装有一个搅拌液体样本的搅拌器。

    说明书

    高温高压线性膨胀测量仪

    技术领域

    本发明涉及一种固体样本体积扩胀或收缩(膨胀)的监控、测量或分析的装置,尤其是一种石油勘探中使用的对油层中的页岩活动进行评估的装置,具体地说是一种高温高压线性膨胀测量仪。

    背景技术

    石油和天然气工业,对富含粘土的岩石,比如含页岩砂岩,泥岩,页岩等钻探过程,钻孔不稳定的问题是引起生产中麻烦的最主要的原因之一。人们注意钻井过程中所遇到的岩石组成结构,超过75%的属页岩,其导致95%以上钻井不稳定问题。为此,钻井工业急需寻求准确、定量监测仪器和方法,来监控页岩在遇到不同钻井流体时所产生的液压和膨胀变化行为。了解和控制这些变化行为对于控制钻孔稳定性是至关重要的。

    ????美国专利US.No.6,247,358阐述了一种评估页岩活动的机制,这种机制需要一种刻板的,难以操作的样本收集方法,还需要一个特殊的硬件机制及其操作方法来实现样本的收集和贮存,而这种机制具有高度专一性,只能适用于页岩的测试。这些问题阻碍了将这个专利方法应用于非专利所指定的其他条件下,来收集样本,进行可靠测试。

    美国专利US.No.6,247,358和US.No.5,275,063阐述了一种测试方法:将页岩样本密封在一个压力容器中,在一定温度下,于三个轴向持续接触一定压力的测试流体,当样本发生膨胀或收缩时,改变所施加的压力,以阻止样本的细微膨胀变化。但以上专利方法论的实例解说只是针对由某一个特定的钻井孔中心,集取的样本变化进行的。此发明需要构建一个复杂而昂贵的测试装置,且其难以操作和维护。

    发明内容

    本发明的目的是针对现有的检测装置结构复杂,操作维护不便的问题,设计一种能在各种不同的温度、不同压力条件下检测液压和膨胀变化且维护工作少,并且能达到工业测量准确度标准,读数可靠,耐用且易于清理的高温高压线性膨胀测量仪。

    本发明的技术方案之一是:

    一种高温高压线性膨胀测量仪,其特征是它包括:

    (a)一个压力容器,该压力容器至少部分装载着一种液体样本;

    (b)一个固体样本;

    (c)一个刚性托架,该刚性托架承载着所述的固体样本,该托架至少允许所述的固体样本有一个膨胀面可以自由运动,而禁止其余的面发生运动;

    (d)一个所述的固体样本接触所述的液体样本的接触面;

    (e)一种计量所说的固体样本的所允许膨胀的面的运动状况的检测装置。

    所述的计量固体样本的膨胀面的运动状况的检测装置是一个LVDT(线性)传感器、磁力测量仪或超声波传感器。

    所述的固体样本至少具有一个圆周表面。

    所述的固体样本的膨胀面加有预置力。

    所述的固体样本所承受的预置的力是由一个弹簧施加的。

    所述的压力容器设有调节其内部液体样本温度的加热装置。?

    所述的压力容器中还安装有一个搅拌液体样本的搅拌器。

    本发明的技术方案之二是:

    一种高温高压线性膨胀测量仪,其特征是它包括:

    (a)一个压力容器,该压力容器至少部分装载着一种液体样本;

    (b)一个固体样本,该固体样本至少有一个周表面和一个与所述的周表面基本垂直并且可以自由运动的表面;

    (c)一个刚性托架,该刚性托架承载着所述的固体样本,该刚性托架禁止所述的周表面发生运动,同时允许所述的固体样本有一个膨胀面可以自由运动,而禁止其余的面发生运动;

    (d)一个所述的固体样本接触所述的液体样本的接触面;

    (e)一种计量所说的固体样本的所允许膨胀的面的运动状况的检测装置。

    所述的固体样本是圆柱形。

    所述的计量固体样本的膨胀面的运动状况的检测装置是一个线性传感器、磁力测量仪或超声波传感器。

    所述的固体样本的膨胀面加有预置力。

    所述的固体样本所承受的预置的力是由一个弹簧施加的。

    所述的压力容器设有向其中加注流体的加压口。

    所述的压力容器设有调节其内部液体样本温度的加热装置。?

    所述的压力容器中还安装有一个搅拌液体样本的搅拌器。

    本发明的技术方案之三是:

    一种高温高压线性膨胀测量仪,其特征是它包括:

    (a)一个压力容器,至少部分装载着液体样本;所述压力容器上设有引入压力流体的接口和控制所说压力容器中引入的压力流体的压力的泄流口;

    (b)一个固体样本;

    (c)一个坚实的托架承载着所说的固体样本,这个托架至少允许固体样本有一个膨胀面可以自由运动,而禁止其余的面发生运动;

    (d)所说的固体样本接触液体的面是所说的液体样本;

    (e)一种计量所说的固体样本的所允许膨胀的面的运动状况的检测装置。

    所述的计量固体样本的膨胀面的运动状况的检测装置是一个LVDT(线性)传感器、磁力测量仪或超声波传感器。

    所述的固体样本的膨胀面加有预置力。

    所述的固体样本所承受的预置的力是由一个弹簧施加的。

    所述的压力容器设有向其中加注流体的加压口。

    所述的压力容器设有调节其内部液体样本温度的加热装置

    所述的压力容器中还安装有一个搅拌液体样本的搅拌器。

    具体实施时所述的压力容器可由第一槽体18和样本杯28及槽盖10组成,第一槽体18的下端与样本杯28密封连接,所述的液体样本36灌装在样本杯28的液体样本腔中,所述托架48的上端与第一槽体18的下端相连,所述托架48的下端位于样本杯28中,使用状态下所述托架48浸没在所述的液体样本36中,所述托架48上设有与安装固体压片42的内腔相通的液体样本进液孔46,所述固体压片42约束安装在托架48中,固体压片48的唯一的一个能膨胀变形的面与所述的检测装置组成部分的测杆56相接触,所述的测杆56的上端穿过托架48和第一槽体18的下端伸入作为检测装置组成部分的线性传感器66中,所述的线性传感器66安装在第一槽体18中,槽内腔68与样本杯28的液体样本腔之间通过贯通孔或用于穿装测杆56的孔隙20相连通。

    所述的第一槽体18支承在挡板22上;所述的线性传感器66固定安装在第一槽体18上的槽盖10中;所述的线性传感器66为高压电容传感器、超声波传感器、电导传感器或涡流传感器。

    所述的第一槽体18中上设有加压口16,该加压口16与槽内腔68相连通。

    所述的样本杯28的周围安装有加热装置30,以便于对样本杯28中的液体样本38进行加热。

    所述的压片托架48的下底板38通过螺纹34与其相连。

    所述的液体样本进液孔46位于压片托架48的侧面固体压片42的上部、压片托架的下底板38上;所述的固体压片42上设有与测杆56相接触的上压板32,上压板32上设有进液孔44。

    所述的样本杯28中还插装有热电偶58。

    所述的压片托架48中安装有旋加预压力的弹簧31,弹簧31的一端直接与固体压片42的膨胀面或安装在膨胀面上的上压板相抵,另一端与压片托架48中的安装固体压片42的内腔的上底面相抵。

    所述的压力容器还可由第二槽体28A和第二槽盖114A组成,所述的第二槽盖114A安装在第二槽体28A上,所述的第二托架48A的下端位于第二槽体28A的灌装有第二液体样本36A的样本液腔中且所述的液体样本36的液面超过安装在第二托架48A中的第二固体压片42A的上表面,所述的第二托架48A的上端与接头78A相连,接头78A安装在第二槽盖114A中;在所述的第二槽盖114A设有灌装压力流体68A的流体腔,该流体腔分别与位于第二槽盖114A上的加压口16A及出口112A相通;作为所述的检测装置组成部分的第二测杆56A的下端插入第二托架48A中并与第二固体压片42A的唯一能膨胀变形的上端面直接或间接相接触,所述的第二测杆56A的上端穿过接头78A伸入所述的流体腔中,在所述第二测杆56A的上端安装有作为所述的检测装置组成部分的顶部磁铁72A,用于感应顶部磁铁72A磁场变化的磁力测量器116A位于第二槽盖114A的外侧;所述的第二槽盖114A中的流体腔与第二槽体28A中的样本液腔之间通过所述接头78A上的孔54A或穿装第二测杆56A的第二孔隙20A相通;所述的第二托架48A上设有供液体样本36进入的第二样本液体进液孔46A;在第二槽体28A的样本液腔的底部安装有搅拌器。

    ?所述的搅拌器包括中枢轴108A,中枢轴108A上安装有搅拌磁铁88A,与搅拌磁铁88A相配的驱动磁铁86A位于第二槽体28A的外部并安装在磁铁支架94A上;在第二槽体28A的外侧安装有对其中的第二液体样本36A加热的第二加热器30A。

    所述的第二压片托架48A中安装有施加预压力的第二弹簧31A,第二弹簧31A的一端直接与第二固体压片42A的膨胀面或安装在膨胀面上的第二上压板32A相抵,另一端与第二压片托架48A的安装第二固体压片42A的安装腔的上底面相抵。

    所述的第二槽体28A的周围安装有第二加热装置30A,以便于对第二槽体28A中的液体样本36A进行加热。

    所述的第二压片托架48A的第二下底板38A通过螺纹34A与其相连;所述的第二样本液体进液孔46A位于第二压片托架48A的侧面第二固体压片42A的上部、第二压片托架46A的第二下底板38上;所述的固体压片42上安装有与第二测杆56A相接触的第二上压板32A,在所述的第二上压板32A上设有进液孔44A。

    所述的中枢轴108A中还安装有第二热电偶58A。

    本发明的测量装置及原理可具体概括为:

    一种高温高压线性膨胀测量仪,它包括一个压力容器,其中悬置一个样本压片托架,一个测杆,其坐落在样本压片上,其上端连在压力容器的槽盖上,当样本压片膨胀或收缩时,触动连在槽盖上的传感装置,从而样本膨胀(扩胀或收缩)变化及时测量出来;压力容器装载了液体样本,通过加压口向压力容器施压;有一个加热器为压力容器供热。

    本发明的有益效果:

    (a)本测量仪的构件数量少得有限,因此易于操作和维护。

    (b)本发明的柔性设计,可使检测仪单件独立使用,也可将其作为已有高温高压检测仪的增设调试附件使用。

    (c)本发明的测量仪的工作压力范围取决于系统的高压容器、管路、阀门所能承受的压力。其工作压力可高达60000psi。

    (d)在一个具体事例中,多种固体样本可以静态,也可以动态测量。

    附图说明

    ????图1是本发明的结构示意图之一。

    ????图2是本发明的结构示意图之二。

    图中:

    10第一槽盖??????????????????????12?螺纹

    14?o-形密封圈???????????????????16?加压口??????????????????????

    16A?第二加压口??????????????????18?第一槽体

    20?间隙?????????????????????????20A?间隙

    22?挡板?????????????????????????24?螺纹

    26?螺纹?????????????????????????26A?螺纹

    28?样本杯???????????????????????28A?第二槽体

    30?加热器???????????????????????30A?第二加热器

    30?弹簧?????????????????????????31A?第二弹簧

    32?上压板???????????????????????32A?第二上压板?????????????????????????

    34?螺纹?????????????????????????34A?螺纹

    36?液体样本?????????????????????36A?第二液体样本?????????????????????

    38?下底板???????????????????????38A?第二下底板

    40?孔???????????????????????????40A?孔

    42?固体压片?????????????????????42A?第二固体压片???????????????????????

    44?孔???????????????????????????44A?孔

    46?孔???????????????????????????46A?孔

    48?压片托架?????????????????????48A?第二压片托架

    50?O-形密封圈???????????????????50A?O-形密封圈???????????????????

    52?螺钉?????????????????????????54?孔

    54A?孔??????????????????????????56?测杆????????????????????????

    56A?第二测杆????????????????????58?热电偶

    58A?第二热电偶??????????????????60?热电偶插口??????????????????????

    62?螺钉?????????????????????????64?O-形密封圈???????????????????

    66?LVDT传感器???????????????????68?槽内腔?

    68A?压力流体????????????????????72A?顶部磁铁

    74A?定位螺钉????????????????????76A?磁铁托座

    78A?接头????????????????????????80?槽式组合件

    80A?槽形组合件??????????????????82A?螺纹?

    83A?锥面????????????????????????84A?O-形密封圈???????????????????

    86A?驱动磁铁????????????????????88A?搅拌磁铁?

    90A?锥面????????????????????????92A?直孔

    94A?磁铁座架????????????????????96A?轴承

    98A?轴承????????????????????????100A?螺纹

    102A?锁紧螺母???????????????????104A?槽底

    106A?轴套???????????????????????108A?中枢轴

    110A?螺纹???????????????????????112A?出口?

    114A?第二槽盖???????????????????116A?磁力测量器。

    具体实施方式

    下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

    ????实施例一。

    ????如图1所示。

    图1是本发明的测量仪的关键部件之一的槽式组合件80的截面图。其包括一个圆筒形槽盖10与圆筒形槽体18连接,并用螺钉62拧紧固定。将O-形密封圈14套在槽盖10外圈,使槽盖与槽体18密封。LVDT传感器66以螺纹连接方式,向下拧紧固定在压盖10上。通过O-形密封圈64,使LVDT传感器66与压盖密合。采用O-形密封圈50,使槽体18与样本杯28密封连接。槽式组合件80安置在托板22上,并用螺钉52固定。

    ????压片托架48采取螺纹26方式连接在槽体18下端。其中空圆筒向下延伸到样本杯28中。压片呈圆盘形,安置在压片托架48的下端里面。样本上压板32放置在压片上,压片下底板38在压片下面托着它。压片上压板32与测杆56的下端连接。弹簧31在压片上压板32上面,套着测杆56的下端。测杆56上端穿过压片托架48的中心上延到LVDT(线性传感器)传感器66中。压片下底板38以螺纹34连接方式固定在压片托架48的底部。

    ????样本杯28装载着液体样本36,压片托架48上,在安置压片42的上方侧墙壁上有孔46,可以允许液体样本36流入压片托架48内筒。?液体样本36的液面至少要漫过孔46,以保证液体样本36能完全淹没压片42。压片上压板32上的孔44和压片下底板38上孔40保证液体样本36和压片42能很好地接触。

    ????热电偶插口60,设置在槽体18的上方,以便插入热电偶58,热电偶58向下延伸,穿过孔54进入样本杯28。加压口16也设置在槽体18的上方,以便施加压力介质,比如氮气或液压油等,进入槽体18,流入槽内腔68,沿间隙20向下流入样本杯28。加热器30置于样本杯28外部,高度与槽内压片42位置相当,为样本杯28供热。

    ????图1中,槽盖10上设有O-形密封圈64和14,以保证其与槽体18密封。采用螺纹12连接方式将LVDT传感器66紧紧地固定在槽盖10上。拧紧螺钉62将槽盖10紧固在槽体18上。拧紧螺钉52将槽体18紧固在托板22上。

    ????压片的上压板32连接到测杆56上,弹簧31套着测杆56,并坐落在压片上压板32上。测杆56垂直插在压片托架48里。弹簧31位于压片托架48里中空圆筒部位。把压片42放入压片托架48里,然后将下底板38采用螺纹34连接方式,向上拧紧在压片托架48上。弹簧31以预置压力,压迫上压板32,压力传至压片42。弹簧31越硬,施加在压片42上的压力越大。只要上压板32和压片42能很好接触,弹簧31甚至可以去除。压片托架48通过螺纹26紧紧地连接在槽体18上。

    ????样本杯28里装载着液体样本36。槽体下端套上O-形密封圈50,将样本杯28通过螺纹24,拧紧连接在槽体18下端。将压片42浸没在液体样本36中。液体样本36是通过压片托架48侧壁上的孔46,上压板32的孔44,和下底板38而与压片42接触。

    ????在操作中,通过加压口16压入压力介质,流经槽内腔68,内孔54,和间隙20,从上而下向样本36施压。用加热器30为样本杯28供热升温。用热电偶58测量样本36的温度。压片42的扩张或收缩致使上压板32随之升降。测杆56与上压板相连,随之在LVDT传感器66中升降,自动记录了压片高度的变化。由这个高度变化转换计量,得出压片42的体积膨胀变化。

    图1中,如果不需要向压片42施加预置压力,弹簧31可以去除。

    ????图1中,LVDT传感器可用高压电容传感器,超声波传感器,电导传感器,涡流传感器等其他传感器替代,来计量感应测杆56和上压板32的位移。

    图1中,LVDT传感器可以安装在槽式组合件80外面,穿过槽式组合件80墙壁感应计量测杆56的位移。

    ????图1中,加热器可以是加热圈,油浴加热器,电炉,辐射加热器等。

    ????图1中,样本杯28和槽体18可以设计成一个集成整体。这种情况下,以一种方式使液体样本36淹没压片42,压力直接施加在液体样本36上。

    ????图1中,压片托架48可和槽体18可以设计成一个集成整体,而不是可拆卸开的组合件。

    ????图1中,孔40可以取消,液体样本36可以从压片上表面与压片42接触,并且压片42可以向上方自由移动。

    ????图1中,孔44可以取消,这种情况下,液体样本36可以从压片底部与压片42接触,但同时压片42可以向上方自由移动。

    ????图1中,孔44和孔40可以用多孔性材料代替,只要能达到液体样本36与压片42充分接触的目的。

    ????图1中,压片42可以制成立方体形状,只要压片42有一个面可以自由膨胀,同时至少有一个面与液体样本36接触。

    ????图1中,压片42可以制成平截圆锥体,如平截圆锥台形状,或者其他对称形状。在这种情况下,而压片42的圆周面被严格限制,但至少垂直于对称轴的一个台面需与液体样本36接触,同时有一个面可自由移动。

    实施例二。

    ????如图2所示。

    图2是本发明的测量仪的关键部件之一的槽式组合件80A的截面图。其包括一个圆筒形槽体28A和一个圆筒形槽盖114A,槽盖114A是通过螺纹82A拧紧在槽体28A上。将O-形密封圈50A置入槽体28A上部位槽内,以便槽体与槽盖114A密封。

    ????槽体28A一直向下延伸到槽底104A,槽底104A中心有一个拔梢的孔,孔包括锥形钻孔面90A和直筒钻孔面92A两个部分。中枢轴108A穿过直筒钻孔面92A,而坐落在所说的拔梢的孔斜面上,用一个锁紧螺母102经螺纹100A拧紧在槽底104A上。拧紧螺母102可以使中枢轴108A的锥形钻孔面90A与槽底104A中心的拔梢的孔密封结合。热电偶58A是从中枢轴108A的中心插入槽底。中枢轴108A还套着一个由径向向外突出边表面的轴套106A。

    ????轴套106A是用Rulon,Teflon?或者其他相当的塑料材质制造的。轴套106A外边套着搅拌磁铁88A,搅拌磁铁88A可以绕中枢轴108A自由旋转。加压口16A和出口112A都设置在槽盖114A的上部,以便压入或释放压力流体68A。磁力测量器位于槽盖114A的上方。

    ????磁铁座架94A在槽体28A外面,通过轴承96A和98A支撑旋转。磁铁座架94A可以采用任何一种传统的驱动方式旋转,比如齿轮变速箱或马达。一对驱动磁铁86A安装在磁铁座架94A上,高度与槽体28A内搅拌磁铁88A相当。加热器30A供热。

    ????接头78A在槽体28A内,坐落在锥形面83A上。O-形密封圈安装在接头78A外圈,以其保证与锥形面83A密封。

    ????压片托架48A通过螺纹26A连接在接头78A的下端部位,其中空圆筒体向下延伸到槽体28A。压片42A呈圆盘形,安置在压片托架48A的下端圆筒里。上压板32A放置在压片42A上,下底板38A在压片下面托着它。上压板32A与测杆56A的下端连接。弹簧31A在压片上压板32A上面,套在测杆56的下端。测杆56A上端穿过压片托架48和上延穿过接头78A。压片下底板38A通过螺纹34A连接在压片托架48A的底部。因此,弹簧31A压迫上压板32A,乃至下压压片42A。测杆56A上延穿过压片托架48A和上延穿过接头78A。顶部磁铁72A用定位螺钉74A固定在磁铁托座76A上。

    ????槽体28A内差不多装满液体样本36A,淹没中枢轴108A和接头78A。液体样本36A是通过压片托架48A侧壁上的,位于压片42上方的孔46A,流入压片托架48A。液体样本36A的液位至少高过孔46A,以保证液体样本36A能流经孔46A入内淹没压片42A。上压板32A上的孔44A和压片下底板38A上孔40A是为了保证液体样本36A和压片42A能很好地接触。

    ????操作中,压力流体68A经加压口16A压入槽内,淹没接头78A。压力流体68A向下经孔54A,沿间隙20A流入槽体28A内。

    ????图2中,把中枢轴108A置入槽体28A内,穿入直筒钻孔92A,轴的拔梢锥形面90A贴着孔的拔梢圆周面,直立在槽底104A上,并用一个锁紧螺母102经螺纹100A拧紧,保证其与槽底104A密封??梢越惺嘀?08A和槽体28A作为一体一起清理。在中枢轴108A上装上轴套106A,在轴套106A上再装上搅拌磁铁88A。因为槽内搅拌磁铁88A与槽外驱动磁铁86A耦合动作,所以搅拌磁铁88A的旋转速度与磁铁座架94A的旋转速度一样。

    ????把上压板32A连接到测杆56A上,将弹簧31A套着测杆56A,坐落在压片上压板32A上。测杆56A直插在压片托架48里,弹簧31和上压板32A也都位于压片托架48A里。把压片42A放入压片托架48A里,然后将压片下底板38A用螺纹34A向上拧紧连接在压片托架48A上。弹簧31A以预置压力,压迫上压板32A,压力传至压片42A。弹簧31A越硬,施加在压片42A上的压力越大。只要上压板32A和压片42A能很好接触,弹簧31A甚至可以去除。压片托架48A通过螺纹26A拧紧固定在接头78A上。磁铁托座76A通过螺纹110A连接固定在测杆56A的顶部,并加设定位螺钉74A加强固定。

    ????槽体28A装载着液体样本36A。置接头78A在槽体28A内,并用O-形密封圈84A将之与锥形面83A密合。液体样本36A流经压片托架48A壁上孔46A,上压板32A上的孔44A和下底板38A的孔40A,而与固体压片42A接触。放置O-形密封圈50A以便将槽体28A与槽盖114A密封。然后将槽盖114A通过螺纹82A拧紧固定在槽体28A上,构成槽式组合件80A。

    ????操作过程中,压力流体68A通过加压口16A压入槽体80A,经出口112A排出,以上进出口都设置在槽盖114A上。严格控制压力流体68A与液体样本36A的界面,使压力流体68A以最少地污染液体样本36A的方式,挤压样本36A流经孔54A和和间隙20A,进入接头78A.磁铁座架94A通过轴承96A和98A支撑旋转,并带动槽体内搅拌磁铁88A同样速度旋转。加热器30A供热,用热电偶58A测量温度。压片42A的扩张或收缩导致使上压板32A随之升降,测杆56与上压板相连,因此引起其顶部磁铁72A与磁力测量仪116A之间距离发生变化,仪器自动记录了压片高度的变化。由这个高度变化转换得出压片42的体积膨胀变化。

    ?????图2中,磁力测量仪116A还可用超声波传感器替代,来计量磁铁座架76A的位移。此超声波传感器可以安置在槽盖114A的里面或外面。

    据上所述,熟悉这方面技术的读者可以看出本发明是构建一个枢轴状的高压容器,来测试一种固体样本在各种控制加温加压条件下,对于多种流体浸渍所产生的体积变化。其检测功能特别能满足钻井工业的需求。

    本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

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