人造岩心、人造岩心的制作方法和仪器

摘要

本发明提出一种人造岩心的制作方法、人造岩心的制作仪器和人造岩心。所述人造岩心的制作方法包括：A.选择介质作为制作所述人造岩心的材料；B.取一具有多层孔隙结构的天然岩心作为岩心样品，根据设定层距对所述天然岩心分层，按照岩心样品的各层结构制作岩心样品的各层孔隙结构图；C.融化所述介质，将融化后的所述介质按照所述各层孔隙结构图逐层打印到载物台上，所述载物台与融化后的所述介质互不相熔；D.打印结束后待所述载物台上的所述介质冷却凝固后，从所述载物台上取下固态的所述介质。所述人造岩心的制作仪器包括：加热装置、喷嘴、载物台和控制模块。所述人造岩心由前面所述的制作方法制成。

权利要求

1.一种人造岩心的制作方法，其特征在于，所述人造岩心的制作方法包括：

A、选择介质作为制作所述人造岩心的材料；B、取一具有多层孔隙结构的天然岩心作为岩心样品，根据设定层距对所述天然岩心分层，按照岩心样品的各层结构制作岩心样品的各层孔隙结构图；

C、融化所述介质，将融化后的所述介质按照所述各层孔隙结构图逐层打印到载物台上，所述载物台与融化后的所述介质互不相熔；

D、打印结束后待所述载物台上的所述介质冷却凝固后，从所述载物台上取下固态的所述介质。

2.如权利要求1所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述每层孔隙结构图包括多个实心微粒和所述实心微粒之间的孔隙，步骤C中，将融化后的所述介质打印到所述载物台上进一步为：将融化后的所述介质按照每层孔隙结构图中的各所述实心微粒的位置打印到所述载物台上。

3.如权利要求1所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述步骤B进一步为：取一块圆柱状天然岩心作为岩心样品，按照岩心样品的分层结构制作各层孔隙结构图。

4.如权利要求1所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述各层孔隙结构图由天然岩心切成多层薄片制成或将天然岩心的各层经过CT扫描制成。

5.如权利要求4所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述人造岩心的制作方法还包括使用打印程序进行自动控制，其中，所述打印程序包括将所述各层孔隙结构图输入到所述打印程序中，步骤C中，打印轨迹或打印过程由所述打印程序控制进行自动打印。

6.如权利要求5所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，步骤C中，将融化后的所述介质打印到所述载物台上通过喷嘴的喷射来完成。

7.如权利要求6所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述载物台设置在所述喷嘴下方，所述打印过程为所述喷嘴位置固定，所述载物台根据所述各层孔隙结构图进行移动，所述打印为逐行打印。

8.如权利要求7所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，步骤C中，所述逐层打印进一步为：将融化后的所述介质按照第一层孔隙结构图和设定的打印距离打印到所述载物台的打印区域上，形成第一层所述介质；下移所述载物台，所述下移的距离为打印的厚度，保持所述喷嘴与所述第一层所述介质之间的打印距离恒定，在同一所述打印区域上按照第二层孔隙结构图打印第二层所述介质，每打印完一层，下移所述载物台，所述下移的距离为打印的厚度，保持所述喷嘴与打印上的最近一层所述介质之间的打印距离恒定，然后在同一所述打印区域上打印下一层，直至打印完最后一层。

9.如权利要求8所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述喷嘴与所述载物台之间的距离为5mm，所述喷嘴内径0.2mm；喷射速度为5点/s；喷射压力2MPa。

10.如权利要求9所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，每层孔隙结构图包括多个实心微粒和所述实心微粒之间的孔隙，所述喷嘴喷出的喷射液滴直径分为0.6mm和0.3mm两种，所述喷嘴喷出的喷射液滴直径由所述打印程序根据实心微粒的大小选择。

11.如权利要求1所述的人造岩心的制作方法，其特征在于，所述介质为玻璃微粒或硅酸钠粉末，所述载物台的材质为不锈钢。

12.一种人造岩心的制作仪器，其特征在于，所述人造岩心的制作仪器包括：

加热装置，所述加热装置中包括容纳介质的融化容器；

与所述融化容器连接的喷嘴，所述喷嘴固定设置并与恒压气源装置连接；

可上下移动和水平移动的载物台，设置在所述喷嘴下方；

能输入打印程序的控制模块，所述控制模块与所述加热装置、所述恒压气源装置和所述载物台连接，控制所述载物台的移动、设置加热参数以及控制所述恒压气源装置的启动、停止和压力；

所述喷嘴按照岩心样品的各层孔隙结构图将融化的所述介质打印到所述载物台上。

说明书

人造岩心、人造岩心的制作方法和仪器

技术领域

[0001] 本发明涉及石油开发实验技术领域，具体而言，涉及一种人造岩心、人造岩心的制作方法和仪器。

背景技术

[0002] 在油气田开发实验研究中，岩心孔隙结构历来受到研究者的重视，但是其不可控制的特点也制约了相关研究的精度与深度。

[0003] 岩心驱替实验是最为基础并广为应用的研究方法之一，研究目的包括评价驱替剂的驱油效率、驱替方式对最终采收率的影响和流体在岩心内的渗流特征等等。岩心驱替实验过程中需要使用多块岩心重复实验以验证实验结论，选择岩心时需要选择主要物性参数最为接近的岩心，尽管选择岩心的方法是成熟的，但是不同岩心的孔隙结构仍存在不同程度的差异，这一差异势必对研究结果产生一定影响。例如在对比不同驱替剂的驱油效率时，孔隙结构对驱油效率的影响是必然的。选用两块岩心进行对比实验，前提认为孔隙结构的影响是相近的，如果测量参数的结果相差较大，那么孔隙结构差异对测量结果的影响可以消除。反之，孔隙结构差异产生的影响将模糊驱替剂间的性能差异。

[0004] 实际的油气田开发实验中，研究者经常利用胶结和压实等方法制作满足一定要求的人造岩心，以解决天然岩心挑选困难的问题，常用的技术参数包括外形尺寸、渗透率和岩石粒径等等。尽管人造岩心扩大了实验研究范围，但是渗透率等参数的一致性并不能说明孔隙结构在很大程度上是相似的，岩心孔隙结构仍是无法控制的。每次使用的人造岩心虽然材料相同，但是岩心孔隙结构不同，这给岩心驱替实验等油气田的开发实验研究带来了较大的影响。

发明内容

[0005] 本发明旨在提供一种人造岩心的制作方法、人造岩心的制作仪器和人造岩心，以解决 现有的实验研究中，各人造岩心的孔隙结构不同给岩心驱替实验等油气田的开发实验研究带来了较大的影响的问题。

[0006] 为此，本发明提出一种人造岩心的制作方法，所述人造岩心的制作方法包括：A、选择介质作为制作所述人造岩心的材料；B、取一具有多层孔隙结构的天然岩心作为岩心样品，根据设定层距对所述天然岩心分层，按照岩心样品的各层结构制作岩心样品的各层孔隙结构图；C、融化所述介质，将融化后的所述介质按照所述各层孔隙结构图逐层打印到载物台上，所述载物台与融化后的所述介质互不相熔；D、打印结束后待所述载物台上的所述介质冷却凝固后，从所述载物台上取下固态的所述介质。

[0007] 进一步地，所述每层孔隙结构图包括多个实心微粒和所述实心微粒之间的孔隙，步骤C中，将融化后的所述介质打印到所述载物台上进一步为：将融化后的所述介质按照每层孔隙结构图中的各所述实心微粒的位置打印到所述载物台上。

[0008] 进一步地，所述步骤B进一步为：取一块圆柱状天然岩心作为岩心样品，按照岩心样品的分层结构制作各层孔隙结构图。

[0009] 进一步地，所述各层孔隙结构图由天然岩心切成多层薄片制成或将天然岩心的各层经过CT扫描制成。

[0010] 进一步地，所述人造岩心的制作方法还包括使用打印程序进行自动控制，其中，所述打印程包括序将所述各层孔隙结构图输入到所述打印程序中，步骤C中，打印轨迹或打印过程由所述打印程序控制进行自动打印。

[0011] 进一步地，步骤C中，所述将融化后的所述介质打印到所述载物台上通过喷嘴的喷射来完成。

[0012] 进一步地，所述载物台设置在所述喷嘴下方，所述打印过程为所述喷嘴位置固定，所述载物台根据所述各层孔隙结构图进行移动，所述打印为逐行打印。

[0013] 进一步地，步骤C中，所述逐层打印进一步为：将融化后的所述介质按照第一层孔隙结构图和设定的打印距离打印到所述载物台的打印区域上，形成第一层所述介质；下移所述载物台，所述下移的距离为打印的厚度，保持所述喷嘴与所述第一层所述介质之间的打印距离恒定，在同一所述打印区域上按照第二层孔隙结构图打印第二层所述介质，每打印完一层，下移所述载物台，所述下移的距离为打印的厚度，保持所述喷嘴与打印上的最近一层所述介质之间的打印距离恒定，然后在同一所述打印区域上打印下一层，直至打印完最后一层。

[0014] 进一步地，所述喷嘴与所述载物台之间的距离为5mm，所述喷嘴内径0.2mm；喷射速度 为5点/s；喷射压力2MPa。

[0015] 进一步地，所述喷嘴喷出的喷射液滴直径分为0.6mm和0.3mm两种，所述喷嘴喷出的喷射液滴直径由所述打印程序根据所述实心微粒的大小选择。

[0016] 进一步地，所述介质为玻璃微粒或硅酸钠粉末，所述载物台的材质为不锈钢。 [0017] 本发明还提出一种人造岩心的制作仪器，所述人造岩心的制作仪器包括： [0018] 加热装置，所述加热装置中包括容纳所述介质的融化容器；

[0019] 与所述融化容器连接的喷嘴，所述喷嘴固定设置并与恒压气源装置连接； [0020] 可上下移动和水平移动的所述载物台，设置在所述喷嘴下方；

[0021] 能输入所述打印程序的控制模块，所述控制模块与所述加热装置、所述恒压气源装置和所述载物台连接，控制所述载物台的移动、设置加热参数以及控制所述恒压气源装置的启动、停止和压力；

[0022] 所述喷嘴按照岩心样品的各层孔隙结构图将融化的所述介质打印到所述载物台上。

[0023] 本发明还提出一种人造岩心，所述人造岩心由前面所述的制作方法制成。 [0024] 本发明选择好制作所述人造岩心的介质，将融化后的所述介质按照天然岩心的所述各层孔隙结构图逐层打印出来，凝固后形成接近天然岩心的人造岩心，由于每次打印的各层孔隙结构图都是相同的，所以，每次打印形成的人造岩心的孔隙结构都是相同的，这样，就消除了人造岩心的岩心孔隙结构不同而带来的对实验的不利影响。同理，本发明的人造岩心以及人造岩心的制作仪器能够消除人造岩心的岩心孔隙结构不同而带来的对实验的不利影响。

附图说明

[0025] 图1为根据本发明实施例的人造岩心的制作仪器的整体结构示意图； [0026] 图2为根据本发明实施例的喷嘴的外部结构示意图；

[0027] 图3示意性示出了根据本发明实施例的喷嘴的内部结构；

[0028] 图4示意性示出了根据本发明实施例的喷嘴的喷气管的结构；

[0029] 图5示意性示出了岩心样品的各层孔隙结构图(照片)。

[0030] 附图标号说明：

[0031] 1、融化容器 11、顶盖 3、高熔点介质 5、喷嘴

[0032] 7、气源装置 9、气动阀 51、管柱体 511、内腔 513、封堵挡板 [0033] 515、密封孔 517、定位挡圈 53、陶瓷管 531、喷出口

[0034] 59、喷气管 591、入口管 593、喇叭口

[0035] 2、加热装置 4、载物台 41、传动装置 43、支撑柱 45、横向移动滑轨 [0036] 47、纵向移动滑轨 6、控制面板 8、支架 100、打印出来的介质 [0037] P1、第一层孔隙结构图 P2、第二层孔隙结构图 P3、第三层孔隙结构图 [0038] Pn、第n层孔隙结构图 103、实心微粒 1031、大实心微粒 1035、小实心微粒 [0039] 105、孔隙

具体实施方式

[0040] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

[0041] 本发明提出一种人造岩心的制作方法，也称为一种高熔点介质的三维打印方法，所述人造岩心的制作方法例如包括：步骤A、B、C、D。

[0042] A、选择介质作为制作所述人造岩心的材料，通常选择与天然岩心的材质较为接近的介质，例如，所述介质为玻璃微粒或硅酸钠粉末或石英，这样得到的人造岩心更接近天然岩心，本发明选用所述介质为玻璃微粒或硅酸钠粉末，其熔点为1300度左右，相对来说，熔点比较合适，能够融化；

[0043] B、取一具有多层孔隙结构的天然岩心作为岩心样品，根据设定层距对所述天然岩心分层，按照岩心样品的各层结构制作岩心样品的各层孔隙结构图。设定的层距可以是等距的，也可以是不等距的，可以根据岩心样品的实际情况来设定。各层孔隙结构图如图5所示，第一层的孔隙结构图为P1，第二层的孔隙结构图为P2，第三层的孔隙结构图为P3，第n层的孔隙结构图为Pn。根据不同的实验要求，设定层距可以不同，例如为1mm，2mm，3mm等等，分出的层数也不相同，例如为四层、五层或更多。可以取规则或不规则形状的天然岩心作为岩心样品，优选地，选用规则形状的天然岩心作为岩心样品，以便于制作； [0044] C、融化所述介质，将融化后的所述介质按照所述各层孔隙结构图逐层打印到载物台上，所述载物台与融化后的所述介质互不相熔，以便打印出来的人造岩心能够与载物台分离， 通常，所述载物台的材质为不锈钢，这样，所述载物台的材质为不锈钢传热系数好，不与打印出来的人造岩心粘连；

[0045] D、打印结束后待所述载物台上的所述介质冷却凝固后，从所述载物台上取下固态的所述介质，得到人造岩心，由于人造岩心的孔隙结构与天然岩心的各层孔隙结构相同，因而，人造岩心的孔隙结构更接近天然岩心的孔隙结构。同时，上述打印程序可以重复进行，因而通过上述打印程序制得的人造岩心的孔隙结构完全相同，从而满足了实验要求，消除了孔隙结构不同带来的不利影响。

[0046] 如图5所示，所述每层孔隙结构图的图案包括多个实心微粒103(图中的黑点)和所述实心微粒103之间的孔隙105，步骤C中，将融化后的所述介质打印到所述载物台上进一步为：将融化后的所述介质按照每层孔隙结构图中的各所述实心微粒的位置打印到所述载物台上。也就是说，本发明按照所述实心微粒的位置将融化的介质复制到对应的孔隙结构上，使打印出来的介质(即人造岩心)在各层孔隙结构上与天然岩心相同。而且每层孔隙结构图都是固定不变的，这样重复打印后可以得到完全相同的人造岩心。 [0047] 进一步地，如图5所示，所述步骤B进一步为：取一块圆柱状天然岩心作为岩心样品，按照岩心样品的分层结构制作各层孔隙结构图。这样，便于岩心样品的取样，便于打印的规则。当然，可以取其他形状的天然岩心，例如，长方体形的天然岩心，这样，也便于打印，更适合于逐行打印。

[0048] 进一步地，所述各层孔隙结构图由天然岩心切成多层薄片制成或将天然岩心的各层经过CT扫描制成。如果天然岩心已经切成多层薄片，可以直接使用这些多层薄片。如果不切开天然岩心，也可以对天然岩心用CT分层扫描，也能得到各层孔隙结构图，而且，通过这种方法得到的各层孔隙结构图不会存在天然岩心在切成多层薄片的过程中造成的层孔隙结构变化或失真。另外，用CT分层扫描，分辨率高，效率高，分层精确，可以得到更多层级的孔隙结构图，而且不会破坏岩心样品。

[0049] 上述打印过程可以人工的一个点一个点的打印。进一步地，所述人造岩心的制作方法还包括使用打印程序进行自动控制，其中，所述打印程包括序将所述各层孔隙结构图输入到所述打印程序中，步骤C中，打印轨迹或打印过程由所述打印程序控制进行自动打印。这样，就能像打印机打印一样自动打印出人造岩心，这样，人造岩心的制作效率高，制作差别小。

[0050] 进一步地，步骤C中，所述将融化后的所述介质打印到所述载物台上通过喷嘴的喷射来完成。喷嘴能够耐高温，又能实现以较高的速度喷射融化后的介质。当然，本发明可以 使用其他各种合适的装置将融化的介质打印到载物台上，并不局限于使用喷嘴。 [0051] 进一步地，所述载物台设置在所述喷嘴下方，所述打印过程为所述喷嘴位置固定，所述载物台根据所述各层孔隙结构图进行移动，所述打印为逐行打印。由于喷嘴要耐高温，喷嘴不宜移动，因而打印时移动载物台，使载物台按照孔隙结构图进行移动。逐行打印既便于载物台的移动，又不会遗漏打印点，而且节省打印时间。

[0052] 进一步地，步骤C中，所述逐层打印进一步为：将融化后的所述介质按照第一层孔隙结构图和设定的打印距离打印到所述载物台的打印区域上，形成第一层所述介质，例如，打印区域为图5中的圆形界面范围，对于圆柱形岩心样品，各层的打印区域是相同的，只是实心微粒的分布不同；形成第一层所述介质后，下移所述载物台，所述下移的距离为打印的厚度，保持所述喷嘴与所述第一层所述介质之间的打印距离恒定，在同一所述打印区域上按照第二层孔隙结构图打印第二层所述介质，每打印完一层，下移所述载物台，所述下移的距离为打印的厚度，保持所述喷嘴与打印上的最近一层所述介质之间的打印距离恒定，然后在同一所述打印区域上打印下一层，直至打印完最后一层。打印距离恒定保证了各层打时，融化的介质均达到相同降温过程，凝固后形成相同的形状和物理状态。 [0053] 打印过程中，下一层的介质有可能重叠在已经凝固的上一层介质上，经过多层的打印，各层介质形成立体结构，各层介质的上下、左右、前后之间的间隙形成孔隙。打印出来的人造岩心是按照天然岩心设定的层数打印的，人造岩心的层数要小于天然岩心的层数，打印后，虽然人造岩心的层数或厚度上小于天然岩心，但这样已经达到实验要求的层数或厚度。

[0054] 进一步地，所述喷嘴与所述载物台之间的距离为5mm，所述喷嘴内径0.2mm；喷射速度为5点/s；喷射压力2MPa。这样，可以保证打印的顺利，保证介质的打印速度，保证介质不在未到达载物台之前凝固，保证打印下一层时，上一层已经凝固，上下层之间不粘连，上下层之间的孔隙能够保留。

[0055] 进一步地，所述喷嘴喷出的喷射液滴直径分为0.6mm和0.3mm两种，所述喷嘴喷出的喷射液滴直径由所述打印程序根据所述实心微粒的大小选择，所述喷嘴喷出的喷射液滴直径由与喷嘴连接的供压线路上的气动阀9的开启时间调节。这样，可以对图5中大实心微粒1035用0.6mm的喷射液滴打印，对小实心微粒1031用0.3mm的喷射液滴打印，这样，能够加快打印速度，保证打印精度，保证大实心微粒1035尽量用同一喷射液滴打印，否则，大实心微粒1035需要用多滴喷射液滴打印完成。对于大实心微粒1035和小实心微粒1031的划分，例如可以采用0.6mm作为划分标准，以0.6mm以上的实心微粒为大实心微粒，以 0.6mm以下的实心微粒为小实心微粒。打印每一实心微粒时，通过程序，都可以自动选择该处的打印所对应的0.6mm或0.3mm喷射液滴。

[0056] 如图1所示，本发明还提出一种人造岩心的制作仪器，所述人造岩心的制作仪器包括：

[0057] 加热装置2，所述加热装置中包括容纳所述介质的融化容器1；

[0058] 与所述融化容器1连接的喷嘴5，所述喷嘴5固定设置并与恒压气源装置7连接； [0059] 可上下移动和水平移动的所述载物台4，设置在所述喷嘴5下方； [0060] 能输入所述打印程序的控制模块，所述控制模块内部可以包含cpu，外部采用控制面板6来操作。所述控制模块与所述加热装置2、所述恒压气源装置7和所述载物台4连接，控制所述载物台4的移动、设置加热参数以及控制所述恒压气源装置的启动、停止和压力；所述喷嘴按照岩心样品的各层孔隙结构图将融化的所述介质打印到所述载物台上，形成打印出来的介质100。待载物台上的打印出来的介质100冷却后取下，将熔化坩埚内的材料全部排出后，反复清理打印头(喷嘴5)；最后加热装置2逐渐降温。

[0061] 其中，加热装置2、喷嘴5、载物台4和控制面板6设置在支架8上。载物台4通过传动装置41用来控制载物台在平面内做纵向和横向移动，载物台4最大承重15kg。横向移动滑轨45与载物台相连，纵向移动滑轨47与横向移动滑轨45相连并支撑在支撑柱43上，传动装置41由微型电机带动传动轮、丝杠旋转控制各滑轨移动。通过控制电路控制着电机的启动、停止及反转，可由打印程序控制操作。

[0062] 加热装置2包括熔化炉，熔化炉采用特制的硅钼加热棒21，均匀散布在融化容器1(熔化坩埚)周围，用220V交流电压，功率3000w进行加热，该加热棒可提供1400℃的高温，稳定性好。加热控制过程可由该控制面板6控制操作。

[0063] 加热装置的保温材料层采用陶瓷耐火材料定型制作，顶部具有可打开的烘箱门，用于放置及取出熔化坩埚，底部有与喷嘴直径相同的穿孔。外壳采用不锈钢材质。加热装置采。

[0064] 如图2至图4所示，喷嘴5的结构及连接关系如下：

[0065] 融化容器1可以为坩埚，坩埚上可以盖有顶盖11，在加热融化容器1的高熔点介质(玻璃)时，顶盖11可以保温并起到安全防护作用。喷嘴5通过气动阀9与恒压气源装置7连接，气源装置7可以为恒压气源泵，以便为喷嘴5的喷射通过稳定的高压。恒压气源泵的输出压力可以为2兆帕以下，例如为可以为1.5兆帕或1.6兆帕或1.7兆帕等等。 [0066] 如图3所示，适应高熔点介质流动的喷嘴5包括：管柱体51，所述管柱体51具有内腔511，所述内腔511位于容纳高熔点介质的融化容器的下方并与容纳高熔点介质的融化容器连接，以使得融化容器1内的液态高熔点介质流入到喷嘴5中。所述内腔511中设有 密封孔515；密封所述密封孔515的密封塞57，可活动的设置在所述密封孔515的下方并位于所述内腔511中；喷气管59，从所述管柱体51的侧壁穿入到所述内腔511中并与设置在所述管柱体外的气源装置连接，所述喷气管59的出口端具有承托所述密封塞的端面以及与所述端面连接的喷气空间，所述喷气空间与所述出口端位于所述密封塞57的下方的所述内腔511中；陶瓷管53，连接在所述喷气管的下方并位于所述内腔中，所述陶瓷管53具有喷出口531，所述喷出口53与所述内腔511连通，在非喷射状态，即气动阀9关闭，喷嘴5与气源装置7不连通，所述喷出口53的口径小于所述高熔点介质流出的最小口径，以免在喷射前，高熔点介质不受控制的流出。该喷出口53的最小口径通常由高熔点介质的粘度、表面张力、重力以及陶瓷管的材质等因素综合决定。

[0067] 如图3所示，所述内腔511中设有封堵挡板513，所述密封孔515设置在封堵挡板513中。所述内腔511中设有对所述陶瓷管53定位的定位挡圈517，以便于安装。所述定位挡圈517位于所述内腔511中的所述喷气管59之下并且所述定位挡圈517具有连通所述喷出口531与所述内腔的通孔，所述陶瓷管53位于所述定位挡圈517之下。 [0068] 管柱体51、封堵挡板513、定位挡圈517、陶瓷管53、密封塞57、喷气管59以及端盖
55均由氧化铝材料制成，适用于熔化温度在1400℃以下的环境。管柱体51的内壁上分别设有定位槽，封堵挡板513、定位挡圈517分别设置在这些定位槽中。管柱体、陶瓷管和端盖形成了容纳高熔点介质的空间，耐压＜2MPa，满足喷射时的压力要求。

[0069] 如图4所示，所述喷气管59包括与所述气源装置连接的入口管593以及连接在所述入口管593端部的喇叭口591。入口管593起气体输送作用。

[0070] 喷射的主要原理如下：如图2所示，将坩埚内的样品介质熔化为可流动的液态；液体在重力及顶部气体压力的作用下进入喷嘴5内；程序控制气动阀9开启时间，使一定体积的气体进入喷嘴5内；喷嘴内的单向流动设计使得喷嘴5与坩埚1形成隔离，液体向下喷出，完成一次喷射。进入喷嘴的气体由恒压气源7提供。通过气动阀9的开启时间可以控制喷射液滴的直径。

[0071] 本发明还提出一种人造岩心，所述人造岩心由前面所述的制作方法制成。 [0072] 下面以打印直径25mm、高度为20mm的人造岩心柱为例，说明本发明的工作过程： [0073] ①准备工作

[0074] 准备100g玻璃微粒或硅酸钠粉末作为待熔化介质；准备待打印岩心样品的分层孔隙结构图，如图5所示；

[0075] 选择适宜的喷嘴安装在熔化坩埚上，在熔化坩埚内加入待熔化介质，盖好端盖11；将 熔化坩埚整体放置在加热装置2内；

[0076] 将喷嘴与恒压气源装置连接好，预设恒压气源装置的喷射压力。 [0077] 将载物台上升至与喷嘴距离5mm处，并将载物台的样品打印区域对准喷嘴下方。 [0078] ②熔化介质阶段

[0079] 启动熔化程序，使加热装置2升温，设置温度1300℃，升温梯度为4～6℃/分钟。达到设置温度后，加热装置2保温60分钟。

[0080] ③喷射阶段

[0081] 启动喷射程序，该参数设置为：喷嘴内径0.2mm；喷射液滴直径分为0.6mm和0.3mm两种(由气动阀开启时间调节)；喷射速度为5点/s；喷射压力2MPa。 [0082] 先在测试区域喷射10个以上孤立的点，保证喷嘴畅通和喷射点粒径符合设计要求。之后将样品打印区域对准喷嘴。

[0083] ④打印阶段

[0084] 由控制模块根据打印程序实施打印，按照孔隙结构图逐层打印，喷嘴固定，载物台产生平移及向下运动。

[0085] ⑤清理阶段

[0086] 人造岩心打印完成后需降低载物台高度，静置降温；

[0087] 在高温状态利用气体将熔化炉内的液体清理干净，防止喷嘴堵塞；之后加热装置采用断电、自然降温的方式冷却。

[0088] 工作过程中要穿戴防高温、防喷溅安全保护服，提高安全意识，防止高温伤害。 [0089] 本发明具有以下优点：

[0090] 1.提出了复制岩心孔隙结构的构想，目前可实现精度为50ppi。在精度逐步提高的前提下，使众多以岩心为研究基础的实验方法和化学剂性能对比结果更加清晰，排除了不同岩心结构导致的干扰；

[0091] 2.三维打印方法为理论模型的检验提供了实验基础，利于观察和发现不同尺度下流体的渗流特征；

[0092] 3.高熔点介质打印方法解决了高熔点介质有序组合的难题。本发明可以制作人造岩心，当然，也可以制作熔点小于岩心的其他产品。本发明可推广至与孔隙介质相关的研究领域。

[0093] 以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。