本發(fā)明涉及一種強(qiáng)度測量儀，尤其是一種用于測量強(qiáng)凝膠強(qiáng)度的測量儀及測量方法。

背景技術(shù)：
在油田的堵水調(diào)剖措施中，強(qiáng)凝膠的封堵性能占有重要地位。強(qiáng)凝膠注入地層后，其強(qiáng)度將受諸多因素的影響，因而地面模擬實(shí)驗(yàn)必不可少，進(jìn)行同一強(qiáng)凝膠的強(qiáng)度變化分析以及不同強(qiáng)凝膠之間強(qiáng)度的比較分析是評價(jià)強(qiáng)凝膠封堵性能的重要手段。可進(jìn)行強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量的儀器設(shè)備主要有流變儀、質(zhì)構(gòu)儀，但這些設(shè)備龐大、價(jià)格昂貴等因素很難隨時(shí)得到使用，尤其在措施現(xiàn)場的攜帶和使用很不方便。目前，對強(qiáng)凝膠強(qiáng)度的測量方法通常采用目測代碼法或落球法。目測代碼評價(jià)方法是由Sydansk等人對調(diào)堵劑凝膠的強(qiáng)度(GelStrengthCodes簡稱GSC)進(jìn)行目測，依據(jù)凝膠在試管垂直放置時(shí)所表現(xiàn)出的不同狀態(tài)來確定凝膠強(qiáng)度。落球法是對在試管中生成的凝膠選用不同規(guī)格的鋼球，將鋼球從指定位置自然落下，觀察鋼球停留在凝膠中的位置來確定凝膠強(qiáng)度。這兩種測量方法均是從表觀現(xiàn)象來確定凝膠的強(qiáng)度，不能定量的表示，并且測量過程具有很大主觀性，對凝膠強(qiáng)度的確定會(huì)因人而異，測量結(jié)果缺乏精度。中國專利CN2781354Y將作用力施加在凍膠上，通過測量作用力的數(shù)值測量出凍膠的強(qiáng)度。此測量方法能以數(shù)值表示凍膠的強(qiáng)度，但測量方式單一，對作用力的施加程度沒有衡量標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：提供一種強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀及測量方法，以改善或克服上述現(xiàn)有設(shè)備存在的問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀，所述測量儀包括支架、升降固定裝置以及第一測量裝置，所述支架支撐所述升降固定裝置，所述第一測量裝置用于測量強(qiáng)凝膠受擠壓時(shí)的流動(dòng)能力，且所述強(qiáng)凝膠的強(qiáng)度利用所測得的流動(dòng)能力來表征。如上所述的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀，其中，所述第一測量裝置包括第一測量頭及第一容器，所述第一測量頭為圓片式測量頭，包括桿狀的上部連接部和圓片狀的下部壓接部，所述上部連接部能拆卸地固定于所述升降固定裝置上，所述下部壓接部用于與所述第一容器內(nèi)強(qiáng)凝膠壓接；所述第一容器包括容器主體及其底部與之相連通的水平管，且所述水平管上有刻度值。如上所述的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀，其中，所述測量儀還包括第二測量裝置，該第二測量裝置包括第二測量頭、第二容器和電子天平，所述第二測量頭呈桿狀，其上端具有連接部，以與所述升降固定裝置能拆卸地固定連接，所述第二容器用于盛裝強(qiáng)凝膠，所述電子天平用于測量強(qiáng)凝膠表面的破裂壓力或受力變形能力。如上所述的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀，其中，所述支架包括底座和豎桿，所述升降固定裝置包括橫桿與升降桿，所述橫桿用可旋轉(zhuǎn)的固定螺釘固定于所述支架的豎桿上，所述橫桿與升降桿用升降倉固定，通過升降倉外側(cè)的旋鈕調(diào)節(jié)所述升降桿的位置；所述升降桿底部帶有接頭，用于與所述第一或第二測量頭上端能拆卸地連接。如上所述的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀，其中，所述升降桿上設(shè)有刻度值。本發(fā)明還提出一種強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量方法，其中，所述方法包括測量強(qiáng)凝膠受擠壓時(shí)的流動(dòng)能力來表征強(qiáng)凝膠的強(qiáng)度值。如上所述的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量方法，其中，當(dāng)作用力施加在強(qiáng)凝膠上時(shí)，通過測量強(qiáng)凝膠的水平流動(dòng)距離表征出強(qiáng)凝膠的強(qiáng)度值。如上所述的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量方法，其中，所述方法利用一流動(dòng)能力測量裝置來實(shí)現(xiàn)，所述流動(dòng)能力測量裝置包括測量頭及壓力量杯，所述測量頭包括桿狀的上部連接部和圓盤狀的下部壓接部，所述上部連接部能拆卸地固定于升降固定裝置上，所述下部壓接部用于與所述壓力量杯內(nèi)的強(qiáng)凝膠壓接；所述壓力量杯包括容器主體及其底部與之相連通的水平管，所述水平管上有刻度值；所述方法包括：將強(qiáng)凝膠裝入壓力量杯中；調(diào)節(jié)測量裝置，使測量頭剛好接觸于強(qiáng)凝膠表面，記錄此時(shí)升降桿的刻度值；調(diào)節(jié)升降旋鈕，向下移動(dòng)測量頭，當(dāng)升降桿達(dá)到預(yù)定刻度值時(shí)，停止下移升降桿，并讀取強(qiáng)凝膠在壓力量杯水平管內(nèi)到達(dá)的刻度值。如上所述的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量方法，其中，所述測量方法還包括測量強(qiáng)凝膠表面的破裂壓力，以此來表征凝膠強(qiáng)度。如上所述的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量方法，其中，所述方法還包括：對于韌性較好的強(qiáng)凝膠，通過測量強(qiáng)凝膠受力變形的能力，以表征其強(qiáng)度。本發(fā)明的第一測量裝置用于測量強(qiáng)凝膠受擠壓時(shí)的流動(dòng)能力，并以此來表征該強(qiáng)凝膠的強(qiáng)度。本發(fā)明的一較佳實(shí)施例主要由支架、升降桿、測量頭、壓力量杯、電子天平組成，支架上的橫桿用可旋轉(zhuǎn)固定螺釘固定于支架的豎桿上；升降桿頂部標(biāo)有刻度值，橫桿與升降桿用升降倉固定，通過升降旋鈕調(diào)節(jié)升降桿的位置并可在升降倉的頂部讀取其位置刻度值；升降桿底部帶有接頭，可與測量頭的頂部進(jìn)行螺紋連接；電子天平可放置于支架的底座上，壓力量杯放置于電子天平上或直接置于支架的底座上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。2.本儀器的測量方式具有較大的靈活性，可根據(jù)需要進(jìn)行不同組件的組合。3.升降桿帶有刻度值，可以較精確定位測量頭下降的位置。4.利用本發(fā)明的測量儀和測量方法，可以進(jìn)行強(qiáng)凝膠受不同壓力時(shí)的流動(dòng)能力測量，相同流動(dòng)情況下的壓力值測量以及強(qiáng)凝膠表面的破裂壓力值測量等。附圖說明下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1為本發(fā)明的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為采用本發(fā)明的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀的實(shí)施例2所獲得的X劑用量對某膠體系強(qiáng)度的影響示意圖。圖3為采用本發(fā)明的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀的實(shí)施例2所獲得的加熱時(shí)間對某膠體強(qiáng)度的影響的示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明提出一種強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀，所述測量儀包括支架、升降固定裝置以及第一測量裝置，所述支架支撐所述升降固定裝置，所述第一測量裝置用于測量強(qiáng)凝膠受擠壓時(shí)的流動(dòng)能力，且所述強(qiáng)凝膠的強(qiáng)度利用所測得的流動(dòng)能力來表示。較佳地，第一測量裝置包括第一測量頭及第一容器，所述第一測量頭包括桿狀的上部連接部和圓盤狀的下部壓接部，所述上部連接部能拆卸地固定于所述升降固定裝置上，所述下部壓接部用于與所述第一容器內(nèi)強(qiáng)凝膠壓接；所述第一容器包括容器主體及其底部與之相連通的水平管，且所述水平管上有刻度值。下面配合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明主要包括支架11、升降桿4、測量頭8A、8B、壓力量杯9A、9B及電子天平10組成。其中測量頭8A為桿式測量頭，可用于使凝膠表面受力破裂(成孔)；測量頭8B為圓片式測量頭，可用于對凝膠實(shí)施擠壓。壓力量杯9A為圓柱形透明容器；壓力量杯9B為透明容器，其底部柱面上帶有一根水平刻度管，強(qiáng)凝膠在受壓時(shí)可流入管中。支架11上的橫桿2用可旋轉(zhuǎn)固定螺釘3固定于支架11的豎桿1上；升降桿4頂部標(biāo)有刻度值，橫桿2與升降桿4可用升降倉5固定，通過升降旋鈕6調(diào)節(jié)升降桿4的位置，并可在升降倉5的頂部讀取其位置刻度值；升降桿5底部帶有接頭7，可與測量頭8A或8B頂部進(jìn)行螺紋連接；電子天平10用于測量強(qiáng)凝膠表面的破裂壓力或受力變形能力，其可放置于支架底座(圖中未標(biāo)示)上，壓力量杯9A或9B放置于電子天平10上或直接置于支架底座上，該測量儀的組成結(jié)構(gòu)見圖1。對于本實(shí)施例中的各具體組件，本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全可以根據(jù)具體的需要在現(xiàn)有技術(shù)中選擇對應(yīng)結(jié)構(gòu)的組件，此處不再一一贅述。利用本發(fā)明的上述測量儀，可以借由多種方式實(shí)現(xiàn)強(qiáng)凝膠相對強(qiáng)度的測量，以下舉例說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以了解，下述具體實(shí)施方式僅為了便于理解本發(fā)明而做出，并非用于限制本發(fā)明，亦即本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的其他結(jié)構(gòu)來替代其中的局部結(jié)構(gòu)，在此不再一一說明。實(shí)施例1：將強(qiáng)凝膠裝入壓力量杯9B中。將測量頭8B與升降桿4連接，將壓力量杯9B放在支架11的底座上，然后調(diào)節(jié)支架11的位置，調(diào)節(jié)橫桿2到適當(dāng)位置，再使用升降旋鈕6調(diào)節(jié)升降桿4的位置，使測量頭8B剛好接觸于強(qiáng)凝膠表面，記錄此時(shí)升降桿的刻度值。強(qiáng)凝膠強(qiáng)度的測量可通過測量強(qiáng)凝膠受擠壓時(shí)在水平刻度管中的流動(dòng)能力來表征。調(diào)節(jié)升降旋鈕6，向下移動(dòng)測量頭8B，當(dāng)升降桿4達(dá)到預(yù)定刻度值時(shí)，停止下移升降桿4，并讀取強(qiáng)凝膠在壓力量杯9B水平管內(nèi)到達(dá)的刻度值。由于強(qiáng)凝膠具有一定的強(qiáng)度，當(dāng)作用力施加在其上時(shí)可通過測量強(qiáng)凝膠在水平管中的流動(dòng)距離來表征強(qiáng)凝膠的強(qiáng)度。實(shí)施例2：按照調(diào)堵劑配方的要求，在壓力量杯9A內(nèi)生成強(qiáng)凝膠。將測量頭8A與升降桿4連接，將壓力量杯9A放在電子天平10上，然后調(diào)節(jié)支架11與電子天平10的位置，調(diào)節(jié)橫桿2到適當(dāng)位置，再使用升降旋鈕6調(diào)節(jié)升降桿4的位置，使測量頭8A剛好接觸于強(qiáng)凝膠表面，將天平讀數(shù)歸零。強(qiáng)凝膠強(qiáng)度的測量可通過測量強(qiáng)凝膠表面的破裂(成孔)壓力來表征。調(diào)節(jié)升降旋鈕6，向下移動(dòng)測量頭8A，當(dāng)強(qiáng)凝膠表面出現(xiàn)破裂(成孔)時(shí)立即讀取電子天平10上的數(shù)據(jù)，并停止下移測量頭8A。調(diào)整測量頭8A與強(qiáng)凝膠表面的接觸點(diǎn)，再重復(fù)測量4次。計(jì)算5次測量的平均值，從而得出強(qiáng)凝膠的強(qiáng)度值。實(shí)施例3：將測量頭8A與升降桿4連接，將壓力量杯9A放在電子天平10上，然后調(diào)節(jié)支架11與電子天平10的位置，調(diào)節(jié)橫桿2到適當(dāng)位置，再使用升降旋鈕6調(diào)節(jié)升降桿4的位置，使測量頭8A剛好接觸于強(qiáng)凝膠表面，將天平讀數(shù)歸零。對于韌性較好的強(qiáng)凝膠，其強(qiáng)度的測量可通過測量強(qiáng)凝膠受力變形的能力來表征。調(diào)節(jié)升降旋鈕6，向下移動(dòng)測量頭8A，當(dāng)升降桿4達(dá)到預(yù)定刻度值時(shí)，停止下移升降桿4，并讀取電子天平10上的數(shù)據(jù)。調(diào)整測量頭8A與強(qiáng)凝膠表面的接觸點(diǎn)，再重復(fù)測量4次。計(jì)算5次測量的平均值，從而得出強(qiáng)凝膠的強(qiáng)度值。盡管本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述描述已可充分了解本發(fā)明的測量儀以及對應(yīng)的測量方法，但為了便于更透徹的理解對應(yīng)的技術(shù)方案，下面以實(shí)施例1為例舉例說明利用該測量儀測量某強(qiáng)凝膠體系強(qiáng)度的測量方法，需要說明的是，本發(fā)明并不保護(hù)具體的強(qiáng)凝膠體系，因此，以下說明并不限定具體凝膠及其成分，本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全可以根據(jù)需要適當(dāng)變化，以利用本發(fā)明的測量儀獲取所需結(jié)果。測試?yán)唬耗硰?qiáng)凝膠(體系)研發(fā)過程中，實(shí)驗(yàn)篩選X劑(亦即穩(wěn)定劑)濃度?？紤]到X劑的用量可能會(huì)影響膠體的成膠時(shí)間、膠體強(qiáng)度等指標(biāo)，從而在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)X劑的濃度，定期觀測植物膠的變化。選擇A劑和B劑(A劑亦稱為主劑，B劑亦稱為增強(qiáng)劑)的質(zhì)量比為1∶3體系，兩者總質(zhì)量濃度為2％，分別加入X劑質(zhì)量濃度為0.2％、0.3％、0.5％、1％、2％和5％，溶液均為蒸餾水。待膠體均成膠后，于第10天開始測量強(qiáng)凝膠受擠壓時(shí)在水平刻度管中的流動(dòng)程度。預(yù)定升降桿每次的下降刻度為5，記錄達(dá)到此預(yù)設(shè)刻度時(shí)膠體在水平管中的流動(dòng)距離，X劑用量對某膠體系強(qiáng)度的影響請參見圖2。由圖2可以看出，當(dāng)X劑用量減小至0.2％時(shí)，體系強(qiáng)度有所降低；當(dāng)其濃度由0.3％增至5％時(shí)，體系強(qiáng)度改變很小。同時(shí)，雖然在膠體的生產(chǎn)過程中增加X劑用量可使其成膠速度略有加快，但過多的X劑會(huì)導(dǎo)致膠體變脆、韌性降低。從而，在強(qiáng)度基本不受影響的情況下，不宜提高X劑用量，選擇體系X劑濃度為0.3％。需要說明的是，該實(shí)施例中，由于將水平管與壓力量杯的連接處設(shè)為0值，沿著水平管方向等刻度-1、-2、-3……，由于離0越遠(yuǎn)代表膠體的流動(dòng)能力越好、強(qiáng)度也就越弱，因此，本測試?yán)袕?qiáng)度坐標(biāo)為負(fù)值，以便操作和理解。測試?yán)耗衬z體制備工藝中，溫度對其強(qiáng)度的影響。將某膠體(可與前一測試?yán)嗤?在100℃水浴中分別加熱30min、60min、90min和120min，加熱時(shí)間對某膠體強(qiáng)度的影響參見圖3所示。由圖3可以看出，在100℃水浴中，隨著加熱時(shí)間的延長，膠體強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。當(dāng)加熱時(shí)間為90min左右時(shí)，產(chǎn)品成膠后的強(qiáng)度達(dá)到最大值；若繼續(xù)升高溫度，其強(qiáng)度反而開始下降。綜上所述。本發(fā)明的強(qiáng)凝膠強(qiáng)度測量儀結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，且可以減少人為誤差、提高精確度，利用該測量儀及測量法能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)凝膠強(qiáng)度的準(zhǔn)確定量，使強(qiáng)度數(shù)據(jù)更加科學(xué)、強(qiáng)度比較更加合理。雖然本發(fā)明已以具體實(shí)施例揭示，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本專利涵蓋的范疇。