[实用新型]工业CT的岩心连续扫描用夹具

说明书

本实用新型为工业CT的岩心连续扫描用夹具，属于工业CT扫描设备领域。该夹具具有用于固定在夹盘内的安装部，还包括抱管，其为中空管结构，下端与安装部固连，并由安装部同轴支撑；操作窗口，其形成于抱管侧部，以便通过该操作窗口对抱管中的内容物进行操控；隔垫，其配合安装在抱管中，隔垫被用于间隔设置在待扫描物之间。本实用新型的技术方案采用与安装部同轴的管状结构限定岩心，岩心的旋转轨迹受限于抱管而做绕轴线自转，从而实现了最小半径旋转，这为获取尽可能小的扫描半径，得到高精度的扫描数据提供了现实的巧妙解决方案。

技术领域

本实用新型属于工业CT扫描设备领域。具体地，涉及基于尼康XTH225ST工业CT的岩心连续扫描用夹具。

背景技术

工业CT工作原理为：当X射线入射到被检测物时，一部分X射线被吸收，一部分X射线被散射，还有一部分X射线透过被检测物。如果被检测物性质均匀、结构无差异，那么透过的X射线强度就是均匀的；如果被检测物性质不均匀或存在结构差异，这种差异将改变X射线投射的均匀情况。使用探测器检测透射X射线的强度，即可显示出被检测物的结构、大小和性质。一般情况下，被检测物的密度越高，检测结果的灰度值也越高，反之，被检测物的密度越低，检测结果的灰度值就越低。

尼康XTH225ST工业CT的X射线管和探测器均为固定装置，仪器进行三维扫描时需要将被检测物固定在夹具上旋转360度，与此同时，射线管发出X射线，X射线通过样品后被探测器接收，获得一系列X射线图像，进而复原三维结构。CT扫描的放大倍数等于射线管距离探测器的距离除以样品距离射线管的距离。举例说明，假设其射线管距离探测器的距离为A，样品距离射线管的位置为B，样品扫描的放大倍数=A/B。在探测器接收到扫描物品完整信息的前提下，被扫描物品距离射线管越近，其放大倍数越大。而样品距离射线管就越近，其获得的扫描精度就越高。另外，对于同一被检测物来说，其在夹具上安装的位置越居中，旋转时获得的旋转半径越小，其获得的扫描精度也越高，因此，夹具的形状和性质，往往会决定扫描数据的精度和质量。

目前，CT技术在石油地质研究中的应用日益增多，通过对岩石的高精度CT扫描，可以进行岩心结构观察，并进行定量描述。例如，通过扫描后的重构文件，可以获得岩层裂隙走向及分布，确定岩石高渗透区的分布和大小，还可以利用扫描后的数据计算岩石的孔隙度，在软件中建立不同压力下的渗流模型等。为了获取高精度的数据，通常将岩心加工成为直径5mm×高度5mm的岩心柱进行分析。

在现有技术中，一般将加工后的岩心样品依靠热熔胶手动粘在尼康公司原装φ4mm钢柱夹具上，进行上样分析，但这容易导致以下缺陷：

1、夹具材质为钢杆，密度高；岩心通常为硅质和钙质，密度低。在X射线图像显示上，二者具有较大的灰度值差异，金属杆夹具显示的灰度值远远高于岩心的灰度值，无法有效区分夹具与岩心连接处的结构；同时由于夹具与岩心灰度值差异太大，会给后续的岩石结构观察和孔隙度计算等带来困扰。

2、在手动将岩心用热熔胶粘在金属杆夹具顶端时，由于是通过肉眼校正手动粘样，难以保证岩心呈垂直上样状态。若岩心相对于夹具倾斜，会导致岩心的旋转半径增大，样品距离射线管的距离变远，进而导致扫描分辨率降低。

3、利用现有夹具，一次只能扫描一件样品，即无法进行连续扫描；同时，在第一件样品扫描完毕后，在夹具上装载第二件样品时，需长时间重新调整后续样品的岩心柱位置，故整体操作效率较低。

4、利用热熔胶粘岩心柱，在样品安装和拆卸，特别是在施加外力校正岩心柱位置时，容易损坏样品。

实用新型内容

针对以上现有技术中存在的一些问题，本实用新型的目的是提供工业CT的岩心连续扫描用夹具，通过更换新型材质的夹具，比如碳纤维材质，突出岩心的灰度值，以更加清晰地显示岩心的影像。同时，采用碳纤维管与碳纤维隔板联动方法，有利于实现样品垂直安装在夹具上，以获得样品最小旋转半径，提高CT机扫描精度。另外，该方案可以一次装载多个样品，提高扫描效率。