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1、实验八页岩膨胀性及粒度组成分析实验实验目的1. 掌握泥页岩膨胀机理；2. 了解高温高压泥页岩膨胀仪的工作原理及仪器结构；3. 掌握泥页岩膨胀率测定及计算方法。二实验原理泥页岩在高温高压下遇水开始膨胀，随着时间的增加，膨胀量增 大。泥页岩膨胀率计算公式：E 二 ht h x 100%h0其中：E一膨胀率，%；片一粘土样品在t时刻的咼度，mm； ho 粘土样品的初始高度，mm。三仪器结构计算机温度七测温开关HTP-3A高温高压泥页岩膨胀仪膨胀最mmII |rm图8-1高温高压泥页岩膨胀仪原理图1压力表；2放气手柄；3销钉；4连通阀杆；5放气螺钉；6输入三通阀;7容栅传感器；8导杆；9温度传感器；1
2、0.主测杯；11.粘土样品；12岩样模；13.加热套；14.温控仪；15.注液阀；16.注液杯4图8-2王测杯结构示意图1.容栅传感器；2传感器支架；3输入三通阀；4放气螺钉；5平衡支架；6密封螺钉；7滑动杆；8测杆；9主测杯；10.紧固螺钉；11.岩样模；12托垫；13.止钉；14.杯下盖；15.51X3.1密封圈；16.测盘；17 .滑块；18.表杆；19.传感器座主要试验仪器：氮气瓶（氮气压力大于5Mpa）、管汇、高温高压 泥页岩膨胀仪、数据控制及显示系统等。各仪器的主要指标：气源压力为5Mpa；工作温度W120C；工 作压力为3.5Mpa；测试量程为15mm；试样模内径为25mm；测量
3、分 辨率为0.001mm。四实验步骤1.打开高温高压页岩膨胀仪的电源开关，设置加热温度为80C。2将制备好的压样（同岩样模一起）从主测杯底部装入主测杯内，同时应在主测杯底部放置密封圈，禁锢主测杯下的6个固定螺钉。3. 在主测杯上部放一个密封圈，将带有测盘、测杆的平衡支架系 统放入主测杯内，调整好位置，拧紧固定螺钉。4. 将注液杯与主测杯之间的注液阀顺时针关闭，然后把试液 （2030mL）倒入注液杯中，拧紧杯盖。5. 将连接好的主测杯和注液杯放入高温高压夜宴膨胀仪的加热 套中，并将两根输气管分别与主测杯的输入三通阀和注液杯的连通阀 杆连接好。6. 将容栅传感器放入支架内，调节表杆位置，使其底部与
4、滑块接 触，并拧紧固定螺钉；然后将温度传感器插入主测杯的孔内。7. 拧紧注液杯上部的放气手柄，拧紧放气螺杆，然后打开注液杯 的连通阀杆，将连接注液杯的气体的压力调至0.5IMpa；再将主测 杯的气体压力调到实验压力3.5Mpa。8. 打开计算机中的测试软件，设置好采样时间。9. 主测杯放入加热套一定时间后，当温度达到实验温度时，点击 测试软件上的“清零”和“开始”键；打开注液阀，将液体注入主测 杯中，迅速关闭注液阀；打开主测杯的放气螺钉，调节主测杯中的压 力至实验压力（为减少实验误差，上述三个操作最好在10s内完成）； 则指定温度、压力条件下的膨胀实验正式开始。10. 每隔2min记录粘土试样
5、的膨胀量，当膨胀量达到稳定时，停 止实验。11. 关闭总气源阀、主测杯上的放气螺钉、注液杯的连通阀杆，关闭主机电源；缓慢拧开注液杯上部的放气手柄，放出其中的气体； 松开减压阀（连接两根输气管线）。12. 卸下容栅传感器、温度传感器，卸下与注液杯、主测杯相连 的管线。13. 将主测杯从加热套中提出，置于空气中冷却（温度很高时，可 用湿布冷却），至温度TW40C，松开主测杯的放气螺钉和注液杯上 部的连通阀杆，放掉杯内余压。14. 确认主测杯和注液杯内没有气压后，卸下注液杯杯盖，松开 主测杯上盖和下盖的紧固螺钉，卸下主测杯的上、下杯盖，取出岩样 模，清洗导杆端面以及主测杯内壁，擦干后存放。15. 整理实验仪器，处理实验数据。五实验结果处理要求地层温度=80 C，地层压力=3.5 MPa粘土样品的初始高度h= 5.44 mm粘土膨胀率计算公式：E 二 htho x 100%h0举例说明（以t=0.5min为例）表一膨胀率与时间数据记录表根据表一的数据，以时间为横坐标，膨胀率为竖坐标作图，得 到下面膨胀率随时间变化的关系图。从图中可以看出，在压力和温度一定的条件下，在20min以前， 随着时间的增加泥页岩的膨胀率逐渐增加，20min以后到38min这段 时间膨胀率稳定在6%左右，上下小幅度波动。六、实验小结七、实验总结
