任意形状岩芯体积测量方法及测量仪器

摘要

一种任意形状岩芯体积的测量方法及测量仪器，该测量方法是，选一金属粉末作为测量介质，用这种介质装满介质容器，倒出介质放进被测岩芯，再用倒出部分装满介质容器，剩下部分的介质用电子天平称出质量，用该质量除以测量介质的松装密度即是被测岩芯的体积，其测量仪器是提供一种合适的测量介质，由装末漏斗、介质容器、定位杆、放末阀、支撑架、盛末盘这些组件经装配构成介质装排单元，配用市售电子天平、计算机、显示器、打印机构成任意形状岩芯体积测量系统。

说明书

本发明涉及应用于地质岩芯物性分析中，对任意形状岩芯体积进行测量的一种方法，以及实现这种测量方法的仪器。

目前国内使用的岩芯体积测量方法是，把岩芯放进盛有水银的容器中，读出其容量在岩芯投入前后的变化量，再将此变化量除以水银的比重，即可求得被测岩芯的体积（该测量仪器由石油大学仪表厂生产）。

国际上目前采用的较为先进的岩芯体积测量方法是，在岩芯的表面贴一层薄的可溶性的高分子膜，把岩芯放在一种容器中，用与上述国内方法相类似的方法测量岩芯的体积（挪威工学院博士生魏敬之学术报告：岩芯分析技术的现状与展望）。

国内使用的方法明显存在以下几个缺点：

1、工作人员不可避免地要接触水银，水银挥发后吸入人体内会影响身体健康。

2、水银将向岩芯孔隙中渗透，使测得的岩芯体积偏小，同时，由于孔隙中渗入水银，会影响后续实验。

国外的方法虽然基本上解决了向岩芯孔隙中渗液的问题，但贴膜要求的工艺条件苛刻，如需贴的相当平整，贴好后还要抽真空，这无疑增加了测量过程的复杂性，并且膜的体积亦对测量的准确性有影响。

上述国际国内的测量方法还都存在着一个共同问题，即不能直接读出被测岩芯的体积量，因其体积量还要用液体密度换算。

本发明正是在为克服上述若干之不足而提出的。

本发明的第一目的是提供一种新的任意形状岩芯体积的测量方法。

本发明的第二目的是提供一种实现本发明第一目的的测量仪器。

本发明的第三目的是提供一种直接读出岩芯体积打印出测量结果报告的一种方法。

按照本发明的第一目的，这种测量方法是用粒度一定，松装密度一定，流动性较好的球形金属粉末作为测量介质，用一测量容器，取适量介质装满该容器，然后将测量介质倒出，把要测量其体积的岩芯放入测量容器中，再将倒出的测量介质装回容器中，装满容器后必然要剩下一部分测量介质，用电子天平称量剩下该部分测量介质的质量，如果称得的质量为M，测量介质的密度为p，则被测岩芯的体积为：

V＝M/p  （1）

式中：M的单位是g;p的单位是g/cm³;V的单位是cm³。

按照本发明的第二目的，是通过提供一种合适的测量介质，测量介质装排单元，配用市售的精密电子天平构成任意形状岩芯体积测量仪来实现的。

这种测量介质必须是磁性较小，耐磨、抗腐蚀、呈球形状，流动性好，粒度一定，松装密度确定的金属粉末。满足了这些条件即可保证体积测量的精确度。

测量介质装排单元由支撑架、漏斗、介质容器、定位杆、排末阀等组件经过装配而成。

电子天平选用市售感量不大于1mg，具有标准二进制码输出的电子天平即可。

按照本发明的第三目的，直接读出测量的体积，打印出测量结果报告的方法是，将天平输出的二进制码送入计算机内，计算机在专用应用程序控制下，通过显示器和打印机实现显示或打印出测量的体积和测量结果报告。

图1是实施本发明第二目的，任意形状岩芯体积测量仪的总体结构图。

图2是实施本发明的第三目的的硬件系统图。

图3是实施本发明的第三目的的专用软件结构框图。

参见图1，在电子天平9的上盖固定有测量介质装排单元，介质容器用左定位杆14和右定位杆5固定在支撑架4上，介质容器分上半容器10和下半容器13两部分，用螺纹联接对合起来就构成一个完整的介质容器。容器顶部有一小孔可进入测量介质，底部有一可排放介质的排放阀6，支撑架4的顶部还有一漏斗1，漏斗口与容器顶部的进入测量介质的小孔对中，这样便于往容器中装入测量介质。

实现本发明的岩芯体积测量仪工作原理和操作方法可由图1加以说明。

参见图1，仪器如附图1那样摆放好，电子天平处于正常工作状态，用定位杆5、14把介质容器15调到与漏斗口对中的位置。

取适量的测量介质慢慢倒入漏斗，测量介质流入介质容器15满出为止。此时，电子天平清零一次。然后松开放末阀6，测量介质流入盛末盘8中，待容器内剩下少量测量介质，拧紧放末阀6，拧下上半容器10，将被测岩芯12放入下半容器13中，拧上上半容器10，取盛末盘中的测量介质从漏斗1加装到介质容器中，直到容器装满。此时若电子天平显示的质量为m，则用m除以测量介质的松装比重即得被测岩芯的体积.松开放末阀6，放出测量介质，拧下上半容器10即可取出被测岩芯。

参看图2，计算机18经过数字量输入输出转换器16从电子天平9的二进制码输出口采回称量的介质，在专用软件控制下，自动计算出测量结果，并在屏幕17上显示出测量结果，打印机19打印出其测量结果报告。

参看图3，专用软件的结构描述是这样的，启动计算机，调入专用程序，开始测量。工作人员首先输入测量日期、标样编号等原始参数，提示你是否修正测量介质的松装密度，不修正则为默认值，计算机再提示采回称量值吗？经工作人员确认后采回称量值，自动地按公式（1）计算出被测岩芯的体积，测量结果在屏幕上显示出，再次提示你还要测量吗？要测量则继续测量下一个标样，否则，打印机自动按一定的格式打印出全部测量的结果报告。

以上叙述了本发明的基本思想和图示实施例，由于本发明的原理简单，结构简明，稍微熟悉本技术的人就会明白，在不违背本发明的精神下可以对本发明作出许多变更，因此要使本发明的保护范围由附加的权利要求书及其同等物来确定。