一种便于拆装的岩心夹持器的制作方法

1.本实用新型是涉及一种便于拆装的岩心夹持器，属于岩石力学与工程技术领域。


背景技术：

2.在石油和天然气的地质勘探和研究开发中，需要从地下取出相关地层岩心，进行岩心物性分析实验。为了模拟在地层压力条件下测试岩心的物理性质(声速、电阻率、孔隙度、渗透率、相对渗透率等)，实验室常使用岩心夹持器来实现地层压力的施加。岩心夹持器的主要功能就是将待测的岩石样品放入其中，并保证测试流体通过岩心样品前后两端时，能将岩石样品的侧表面完全密封住。
3.另外，因ct无损扫描技术可以实现对岩石内部的微观结构进行动态表征，是揭示岩心渗流特性及其机理的有效方法，且不会对岩石内部结构造成损伤，因此ct扫描技术近年来已被国内外广泛应用于油气田开发领域。而要实现无损扫描技术对岩心进行动态试验，不仅要求岩心夹持器具有小型化和轻量化的特征，还要求能承载大载荷，并不能影响x射线的穿透。
4.为了实现上述目的，本技术人曾在专利号为201920915789.1的中国实用新型专利中公开了一种能实现大轴向载荷且轻量化和高刚度的岩心夹持器，其包括筒体以及与所述筒体的两端分别连接的上传力端头和下传力端头，在所述筒体的外壁周向缠绕有周向承压碳纤维套；并且，在上传力端头的外周部和下传力端头的外周部均设有至少一组成中心对称的悬臂，且位于上传力端头上的悬臂与位于下传力端头上的悬臂形成镜像对称，在构成镜像对称的上、下悬臂上缠绕有与轴向相平行的轴向承压碳纤维套。该专利所述的岩心夹持器能承载高达10000kn的轴向载荷，且在实现同等轴向载荷能力时，可至少减重20％，轴向形变可至少减小30％，具有大轴向载荷且轻量化和高刚度的优点，非常适合与ct扫描仪、核磁共振仪等结合使用。但该专利技术是先在上传力端头和下传力端头与筒体装配好后，再制作轴向承压碳纤维套，这样的装配方式不仅存在作业效率低的缺陷，而且由于试样是由位于下传力端头上的轴向加载活塞杆的穿孔装入筒体内的样品腔中，当需要更换试样时，需要拆卸轴向加载活塞杆才能进行换样操作，更换试样操作非常不方便；并且，因轴向加载活塞杆的穿孔为圆柱形孔，因此该种装样方式只能适用于圆柱形试样，不能适用于其他形状(如：立方体形)的试样装填；另外，这种结构对碳纤维缠绕的自动化设备要求较高，且制作效率低下。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种便于拆装的岩心夹持器，以满足机器化制作且便于各种形状的试样装填更换操作的需求。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种便于拆装的岩心夹持器，包括上传力端头、下传力端头和筒体，在上传力端头的外周部和下传力端头的外周部均设有至少一组成中心对称的悬臂，且位于上传力端头上
的上悬臂与位于下传力端头上的下悬臂之间构成镜像对称关系，在构成镜像对称的每组上、下悬臂上均设有可拆卸的轴向承压碳纤维环。
8.一种实施方案，所述的轴向承压碳纤维环是一种碳纤维缠绕固化在两个u型限位座上的呈腰形的碳纤维环。
9.进一步实施方案，所述轴向承压碳纤维环的上圆弧端固设在上u型限位座的开口内，所述轴向承压碳纤维环的下圆弧端固设在下u型限位座的开口内，且上u型限位座与下u型限位座之间构成镜像对称关系。
10.一种优选方案，上u型限位座的底面与下u型限位座的顶面之间的间距相适配于上悬臂的顶面与下悬臂的底面之间的间距，以保证所述的轴向承压碳纤维环既能拉紧上、下悬臂且能被方便装卸。
11.一种优选方案，在每个悬臂上均可拆卸的连接有紧贴在对应u型限位座外侧的限位挡板。
12.进一步优选方案，在上悬臂上均可拆卸的连接有紧贴在上u型限位座外侧的上限位挡板，在下悬臂上均可拆卸的连接有紧贴在下u型限位座外侧的下限位挡板，且上限位挡板与下限位挡板之间构成镜像对称关系。
13.相较于现有技术，本实用新型具有如下有益技术效果：
14.由于本实用新型所述的轴向承压碳纤维环为可拆卸的独立构件，可简化机器缠绕制作，因此解决了以往结构所导致的碳纤维缠绕角度互相干涉、制作效率低下等缺陷，保证了碳纤维轴向受力的均匀性和一致性；并且，因本实用新型所述的轴向承压碳纤维环与上、下悬臂之间为可拆卸式连接，因此只需拆卸下所有的轴向承压碳纤维环，即可使上传力端头和下传力端头与筒体分开，从而使试样的装填和更换操作非常方便，不再受限于试样的形状，适应性和实用性更强。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例提供的一种便于拆装的岩心夹持器的立体结构示意图；
16.图2是本实用新型实施例提供的轴向承压碳纤维环的结构示意图；
17.图3是本实用新型实施例提供的轴向承压碳纤维环的剖视结构示意图；
18.图4是本实用新型实施例中所述的u型限位座的结构示意图；
19.图5是体现本实用新型实施例提供的轴向承压碳纤维环实现拆装的结构示意图。
20.图中标号示意如下：
21.1、上传力端头；2、下传力端头；3、筒体；4、悬臂；4a、上悬臂；4b、下悬臂；5、轴向承压碳纤维环；6、u型限位座；6a；上u型限位座；6b、下u型限位座；7、限位挡板；7a、上限位挡板；7b、下限位挡板。
具体实施方式
22.以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细描述。需要理解的是，本技术中的术语“上”、“下”、“顶”、“底”的定义均具有相对性，实施例中的定义仅是为了便于描述或简化描述，而不是指示或暗示所指的关系仅限于实施例中所述，因此不能理解为对本技术的局限。
23.实施例
24.请结合图1至图5所示：本实施例提供的一种便于拆装的岩心夹持器，包括上传力端头1、下传力端头2和筒体3，在上传力端头1的外周部和下传力端头2的外周部均设有至少一组成中心对称的悬臂4，且位于上传力端头1上的上悬臂4a与位于下传力端头2上的下悬臂4b之间构成镜像对称关系，在构成镜像对称的每组上、下悬臂上均设有可拆卸的轴向承压碳纤维环5。
25.所述的轴向承压碳纤维环5是一种碳纤维缠绕固化在两个u型限位座6上的呈腰形的碳纤维环，具体说：所述轴向承压碳纤维环5的上圆弧端固设在上u型限位座6a的开口内，所述轴向承压碳纤维环的下圆弧端固设在下u型限位座6b的开口内，且上u型限位座6a与下u型限位座6b之间构成镜像对称关系。
26.此种轴向承压碳纤维环5可通过机器将碳纤维缠绕在两个u型限位座6上，然后通过树脂对碳纤维进行热固化成型即可制作得到，不仅解决了缠绕角干涉、制作效率低等缺陷，而且保证了碳纤维轴向受力的均匀性和一致性。
27.作为优选方案，使上u型限位座6a的底面与下u型限位座6b的顶面之间的间距相适配于上悬臂4a的顶面与下悬臂4b的底面之间的间距，这样可保证每个轴向承压碳纤维环5能方便安装和拆卸。
28.请再结合图1和图5所示，本实用新型实现轴向承压碳纤维环5的拆装和进行试样装填更换的操作如下：
29.同时使位于轴向承压碳纤维环5上圆弧端的上u型限位座6a的底面与上悬臂4a的顶面相脱离，及位于轴向承压碳纤维环5下圆弧端的下u型限位座6b的顶面与下悬臂4b的底面相脱离，即可使轴向承压碳纤维环5很方便的拆卸取下(请参阅图5所示)；
30.当所有的轴向承压碳纤维环5均拆卸取下时，即可使上传力端头1和下传力端头2与筒体3相分离，从而可实现对筒体3内的试样进行装填、更换操作；
31.反之，同时使位于轴向承压碳纤维环5上圆弧端的上u型限位座6a的底面与上悬臂4a的顶面相抵接，及位于轴向承压碳纤维环5下圆弧端的下u型限位座6b的顶面与下悬臂4b的底面相抵接，即可实现轴向承压碳纤维环5安装到上悬臂4a与下悬臂4b上(请参阅图5所示)；
32.当所有的轴向承压碳纤维环5均安装好后，即可使上传力端头1和下传力端头2与筒体3相固定连接。
33.另外，为了避免轴向承压碳纤维环5因发生形变导致与悬臂4的连接产生松动发生滑移的问题，可在每个悬臂4上均可拆卸的连接紧贴在对应u型限位座6外侧的限位挡板7，本实施例的具体实施方式是：在每个上悬臂4a上均可拆卸的连接(本实施例是通过螺钉连接)紧贴在上u型限位座6a外侧的上限位挡板7a，在每个下悬臂4b上均可拆卸的连接(本实施例是通过螺钉连接)紧贴在下u型限位座6b外侧的下限位挡板7b(请参阅图1和图5所示)，且上限位挡板7a与下限位挡板7b之间构成镜像对称关系；当需要拆卸轴向承压碳纤维环5时，只需先拧松固定螺钉，使对应的上、下限位挡板7a、7b均旋转180度(请参阅图5所示)，即可取消限位挡板7对相应的轴向承压碳纤维环5的阻挡作用；当再次套装上轴向承压碳纤维环5后，可使上、下限位挡板7a、7b再旋转180度，从而起到阻挡作用(请参阅图1所示)。
34.由上所述可见，因本实用新型所述的轴向承压碳纤维环5与悬臂4之间为可拆卸式
连接，因此只需拆卸下所有的轴向承压碳纤维环5，即可使上传力端头1和下传力端头2与筒体3相分离，因而可使试样的装填和更换操作非常方便，不再受限于试样的形状，适应性和实用性更强。
35.最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。