巖石應(yīng)力敏感性檢測(cè)的光反射差裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)儀器，尤其涉及一種光反射差檢測(cè)巖石應(yīng)力敏感性的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)力敏感性是考察在施加一定的有效應(yīng)力時(shí)，巖樣的物性參數(shù)隨應(yīng)力變化而改變的性質(zhì)。它反映了巖石孔隙幾何學(xué)及裂縫壁面形態(tài)對(duì)應(yīng)力變化的響應(yīng)。低滲儲(chǔ)層一般具有較強(qiáng)的應(yīng)力敏感性，儲(chǔ)層巖石滲透率越低，儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性越強(qiáng)，但由于巖性、礦物組成和孔隙結(jié)構(gòu)的差異，即使物性相同的儲(chǔ)層，巖石的應(yīng)力敏感性也很不相同；低滲儲(chǔ)層的應(yīng)力敏感性對(duì)儲(chǔ)層流體的流動(dòng)能力具有一定的影響，應(yīng)力敏感性越強(qiáng)，影響越大。目前應(yīng)用比較廣泛的測(cè)量方法是電感法，但是受傳感器的結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝等多方面限制，而且屬于接觸測(cè)量，因而穩(wěn)定性差，并難以避免電磁干擾。為此，本發(fā)明提出一種巖石應(yīng)力敏感性檢測(cè)的光反射差裝置，能快速、準(zhǔn)確、非接觸地測(cè)量巖石應(yīng)力敏感性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有巖石應(yīng)力敏感性測(cè)量技術(shù)的缺陷，從而提供一種光反射差檢測(cè)巖石應(yīng)力敏感性的裝置及方法，該方法具有操作簡(jiǎn)單、監(jiān)測(cè)時(shí)間短、系統(tǒng)噪聲低、能定性、定量分析巖石應(yīng)力敏感性的特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明提供的光反射差法檢測(cè)巖石應(yīng)力敏感性的裝置，包括殼體、材料負(fù)載設(shè)備、入射光路、光纖傳輸系統(tǒng)、出射光路、鎖相放大器、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)、基座、探頭固定架和顯示系統(tǒng)，所述材料負(fù)載設(shè)備，包括支撐架、夾具、液壓裝置;所述入射光路，包括激光器、起偏器、光彈調(diào)制器和移相器，其中在激光器輸出光前方光路上順序設(shè)置所述起偏器、光彈調(diào)制器、移相器;所述光纖傳輸系統(tǒng)，包括入射傳輸光纖和出射傳輸光纖;所述出射光路，包括檢偏器和光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)出射傳輸光纖的出射光束前方順序設(shè)置所述檢偏器、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器通過鎖相放大器連接到所述數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng);所述基座固定在殼體上;所述入射光路、出射光路、鎖相放大器、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)固定在基座上。
[0005]在上述的技術(shù)方案中，所述的材料負(fù)載設(shè)備固定在殼體上，為巖石樣品提供拉力或壓力，所述夾具固定住樣品，所述液壓裝置為樣品施加壓力，所述夾具、液壓裝置固定在支撐架上。
[0006]在上述的技術(shù)方案中，所述的入射傳輸光纖包括，光耦合器、光纖;所述入射傳輸光纖將移相器的輸出光入射到材料負(fù)載設(shè)備中。
[0007]在上述的技術(shù)方案中，所述的出射傳輸光纖包括，光耦合器、光纖;所述出射傳輸光纖將經(jīng)樣品反射的出射光入射到檢偏器中。
[0008]在上述的技術(shù)方案中，所述探頭固定架中有可移動(dòng)探頭，連接入射傳輸光纖和出射傳輸光纖。
[0009]在上述的技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)包括，BNC適配器、數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)處理裝置;其中所述數(shù)據(jù)采集卡采集BNC適配器輸出的數(shù)據(jù)，并傳送給數(shù)據(jù)處理裝置；其中所述數(shù)據(jù)處理裝置為電子計(jì)算機(jī)或微處理器，對(duì)數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和處理。
[0010]本發(fā)明利用上述光反射差法檢測(cè)巖石應(yīng)力敏感性的裝置進(jìn)行巖石應(yīng)力敏感性的檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0011]1.將巖石樣品放入材料負(fù)載設(shè)備中，并設(shè)置作用力的值；
[0012]2.打開激光器，輸出的激光入射到起偏器，調(diào)節(jié)起偏器的透光軸方向，使其平行于基片入射平面的P偏振方向，從起偏器出射的偏振光通過前方的光彈調(diào)制器，光彈調(diào)制器的頻率設(shè)為50kHz ；
[0013]3.調(diào)節(jié)相移器，將基頻信號(hào)調(diào)零，設(shè)置調(diào)整光路，使光線在樣品處反射回檢偏器；
[0014]4.用光電二極管做探測(cè)器，用電子計(jì)算機(jī)或微處理器對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中巖石應(yīng)力敏感性檢測(cè)的光反射差裝置結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中巖石應(yīng)力敏感性檢測(cè)的光反射差裝置結(jié)構(gòu)正視圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中巖石應(yīng)力敏感性檢測(cè)的光反射差裝置使用流程圖；
[0019]圖中:
[0020]101——?dú)んw102——基座103——激光器104——起偏器
[0021]105 光彈調(diào)制器106 移相器107 光親合器108 檢偏器
[0022]109——光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器110信號(hào)放大裝置111——數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)
[0023]112傳輸光纖113探頭固定架114——支撐架115夾具
[0024]116巖心樣品116顯示系統(tǒng)118可移動(dòng)探頭119液壓裝置
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0026]為了有效實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石應(yīng)力敏感性的測(cè)量，本發(fā)明實(shí)施例提供一種巖石應(yīng)力敏感性檢測(cè)的光反射差裝置及方法。圖1為本發(fā)明實(shí)施例中巖石應(yīng)力敏感性檢測(cè)的光反射差裝置組成示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例的裝置，包括殼體101、材料負(fù)載設(shè)備、入射光路、光纖傳輸系統(tǒng)、出射光路、鎖相放大器、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)111、基座102、探頭固定架113和顯示系統(tǒng)116，所述材料負(fù)載設(shè)備，包括支撐架114、夾具115、液壓裝置119;所述入射光路，包括激光器103、起偏器104、光彈調(diào)制器105和移相器106，其中在激光器103輸出光前方光路上順序設(shè)置所述起偏器104、光彈調(diào)制器105、移相器106;所述光纖傳輸系統(tǒng)，包括入射傳輸光纖和出射傳輸光纖;所述出射光路，包括檢偏器108和光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器109，經(jīng)出射傳輸光纖112的出射光束前方順序設(shè)置所述檢偏器108、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器109，所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器109通過鎖相放大器連接到所述數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)111;所述基座102固定在殼體101上；所述入射光路、出射光路、鎖相放大器、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)111固定在基座上。
[0027]本實(shí)施例的裝置中，所述的材料負(fù)載設(shè)備固定在殼體101上，為巖石樣品提供拉力或壓力，所述夾具115固定住樣品，所述液壓裝置119為樣品施加壓力，所述夾具115