一、動動態(tài)線性粘土膨脹儀設(shè)備概述

高溫高壓頁巖膨脹儀可以在模擬井下地層溫度和壓力狀態(tài)下檢測泥頁巖樣品的水化膨脹規(guī)律，評價有關(guān)處理劑的抑制能力，優(yōu)選適合于鉆井現(xiàn)場的處理劑種類或配比。這對于研究井壁穩(wěn)定問題，采取科學(xué)經(jīng)濟的處理決策，以及有關(guān)抑制性處理劑的研究與生產(chǎn)都具有重要的參考指導(dǎo)作用。

該儀器配有專用的制樣裝置和數(shù)據(jù)自動采集處理系統(tǒng)，可模擬頁巖成形的地層壓力，自動采集各試驗參數(shù)，進行數(shù)據(jù)處理，即時顯示測試結(jié)果，貯存、顯示、打印試驗規(guī)律曲線和數(shù)據(jù)。

利用該儀器可進行以下幾個方面的研究、評價：

1．泥頁巖水化膨脹規(guī)律；

2．有關(guān)處理劑抑制性能評價；

3．抑制性處理劑的最佳使用濃度；

4．多種處理劑復(fù)合的最佳配比；

5．有關(guān)處理劑或頁巖適用的溫度壓力條件。

二、工作原理

動動態(tài)線性粘土膨脹儀儀器主要通過測定泥頁巖樣品在高溫高壓模擬試驗狀態(tài)，與處理劑溶液相互作用而發(fā)生的水化膨脹量，來分析、評價泥頁巖樣品的水敏特性或有關(guān)處理劑的抑制性能。

在泥頁巖形成過程中，由于上覆壓力的壓力作用使泥頁巖顆粒間隙中的部分地層水被擠走，并會使巖石顆粒孔隙中離子濃度升高，當(dāng)?shù)貙颖汇@開后，泥頁巖就會吸水膨脹并產(chǎn)生較大的膨脹壓，因而形成縮徑，坍塌，發(fā)生卡鉆等鉆井事故。

基于上述機理，將取到的天然巖心經(jīng)適當(dāng)處理，在一定壓力、含水量、離子濃度等條件下，壓制成人造巖心樣品，用以模擬自然巖心。將制成的模擬巖心裝到測試室內(nèi)，置于試驗溶液的浸泡狀態(tài)下，給定要求的溫度、壓力，以模擬有關(guān)地層條件，由于泥頁巖模擬巖心與有關(guān)試驗溶液的相互作用，隨著時間的延長，巖心試樣將發(fā)生緩慢的吸水膨脹。試樣的膨脹變化量經(jīng)高精度的高溫、高壓，位移傳感器的測定，輸入到微機系統(tǒng)，即時顯示在屏幕上，同時儀器的試驗溫度，壓力也由計算機直接采集，并隨時記錄下來，最后可由打印機，打印出試驗報告。

三、主要技術(shù)指標(biāo)

工作溫度：室溫～160℃

工作壓力：0～32MPa

控壓精度：±0.1MPa（0～4.5MPa）

±0.3MPa（4.5～32MPa）

制樣壓力：0～100MPa±1.5%

位移測量范圍：0～20mm

測量精度：±0.01mm

電源：220V  50Hz  功率4kW

四、結(jié)構(gòu)組成

本儀器由以下部分組成：

1．模擬巖心制備裝置：用于制備試驗所需的模擬巖心試樣，包括油缸、巖心杯、加壓泵等部件，油缸活塞面積與壓制巖心塞面積之比為：5.2︰1;

2．測試室：用于放置模擬巖心樣品和試驗溶液，并承受工作壓力；

3．加壓系統(tǒng)：為試驗提供需要的壓力，包括壓力傳感器，手壓泵等；

4．儲液系統(tǒng)：用于儲存預(yù)熱測試液；

5．溫度控制系統(tǒng)：為試驗提供需要的溫度，包括溫度傳感器、溫控儀、加熱器等；

6．位移系統(tǒng)：測定泥頁巖膨脹產(chǎn)生的位移量包括高溫高壓型位移傳感器；

7．?dāng)?shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)：采集處理各測量信號，顯示各測量參數(shù)及變化曲線，打印試驗報告，包括微機、打印機、計算機接口、軟件等。