專利名稱：巖石滲透性測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及建筑工程儀器設(shè)備，特別涉及建筑材料滲透測試裝置，具體是一 種巖石滲透性測試裝置。
背景技術(shù)：
滲透性是孔隙和裂隙介質(zhì)的一種重要性質(zhì)。巖石滲透系數(shù)分布的范圍超過10個 數(shù)量級。一般說來，石油工程和水文地質(zhì)領(lǐng)域關(guān)注具有較高滲透系數(shù)的含水層和貯油巖石； 而地震和結(jié)構(gòu)地質(zhì)研究領(lǐng)域關(guān)注的是具有較低滲透系數(shù)的非沉積巖石。本專利主要說明的 是流體在巖石中滲透能力的一種測試方法。巖石作為一種低滲透性的介質(zhì)，實驗室內(nèi)測試 的方法有恒流泵法、壓力震蕩法和瞬態(tài)壓力脈沖法等，瞬態(tài)壓力脈沖法是通過測量試樣兩 端壓力容器的壓強(qiáng)變化來獲得滲透率，這種方法已經(jīng)成為測試低滲透介質(zhì)滲透特性的重要 試驗方法?，F(xiàn)有的瞬態(tài)壓力脈沖巖石滲透性測試裝置其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種巖石滲透性測試裝置，所述的這種巖石滲透性測 試裝置要解決現(xiàn)有技術(shù)中巖石測試裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的技術(shù)問題。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的包括土工三軸儀，該巖石滲透性 測試裝置還包括壓力容腔、加壓帽、透水石、上游水管、下游水管、上游壓力表、下游壓力傳 感器和水閥，壓力容腔呈圓筒狀，測試的巖石試樣設(shè)于壓力容腔中部，測試的巖石試樣外側(cè) 套設(shè)有橡皮膜，該試樣上端設(shè)有上透水石，試樣下端設(shè)有下透水石，上透水石和下透水石位 于壓力容腔內(nèi)，上透水石上端設(shè)有加壓帽，加壓帽上端與土工三軸儀的壓桿相接觸，上游水 管穿過加壓帽與上透水石上端面接觸，下游水管前端與下透水石相接觸，與上游水管相連 通設(shè)有上游壓力表，與下游水管相連通設(shè)有下游壓力傳感器，該上游壓力表是數(shù)字壓力表， 上游壓力表與一個控制器相連接，控制器與下游壓力傳感器相連接，上游水管上設(shè)有水閥。土工三軸儀的法蘭盤與其底座之間設(shè)有密封圈。本實用新型和已有技術(shù)相比，其效果是積極和明顯的。本巖石滲透性測試裝置，結(jié) 構(gòu)簡單，只需對普通土工三軸試驗機(jī)稍作變動，設(shè)置壓力容腔、透水石和橡皮膜，由于巖石 滲透性小，因此采用計算機(jī)控制，提高下游水壓力檢測精度，以實現(xiàn)用瞬態(tài)壓力脈沖法來測 試部分巖石的滲透特性，使用方便，成本低，便于普通用途的巖石滲透特性測試。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖通過實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，在本實施例中，包括土工三軸儀1，該巖石滲透性測試裝置還包括壓力容腔2、加壓帽3、透水石、上游水管6、下游水管7、上游壓力表8、下游壓力傳感器9和水 閥10，壓力容腔2呈圓筒狀，測試的巖石試樣11設(shè)于壓力容腔2中部，測試的巖石試樣外側(cè) 套設(shè)有橡皮膜，該試樣11上端設(shè)有上透水石4，試樣下端設(shè)有下透水石5，上透水石4和下 透水石5位于壓力容腔2內(nèi)，上透水石4上端設(shè)有加壓帽3，加壓帽3上端與土工三軸儀的 壓桿12相接觸，上游水管6穿過加壓帽3與上透水石4上端面接觸，下游水管7前端與下 透水石5相接觸，與上游水管6相連通設(shè)有上游壓力表8，與下游水管7相連通設(shè)有下游壓 力傳感器9，該上游壓力表8是數(shù)字壓力表，上游壓力表8與一個控制器13相連接，控制器 13與下游壓力傳感器9相連接，上游水管6上設(shè)有水閥10。土工三軸儀的法蘭盤14與其 底座15之間設(shè)有密封圈?？刂破?3獲取上游壓力水表和下游壓力傳感器的實測值，運(yùn)行 其內(nèi)固化的程序加以分析?？刂破骺梢圆捎脝纹瑱C(jī)、PLC(可編程控制器)等具有數(shù)值處理能力的器件。采用本實用新型測試巖石滲透特性的方法，其包括巖石試樣的制備、巖石試樣的 安裝、相關(guān)參數(shù)的測試和滲透系數(shù)的計算四個步驟(1)巖石試樣的制備選定需要研究的對象，采取需要測試的巖石，經(jīng)過鉆切磨工 序，制成圓柱狀試樣，其尺寸一般為Φ39. IX80 (mm)和Φ61. 8X 125 (mm)，如果巖石較致 密，試樣的高度可適當(dāng)減小。(2)巖石試樣的安裝取已經(jīng)制好的試樣，用承膜筒把橡皮膜套在試樣外，把試樣 安裝在相應(yīng)尺寸的壓力室內(nèi)，試樣上下裝上合適尺寸的透水石，上部安裝和反壓水管相連 的加壓帽。把壓力室裝在三軸儀上，下部放置好密封圈密封止水，保證法蘭盤底部和底座連 接緊密。上部壓桿和加壓帽緊密接觸。(3)相關(guān)參數(shù)的測試在滲透試樣進(jìn)行前，先通過相關(guān)技術(shù)手冊查得試驗的水的 粘滯系數(shù)、流體的壓縮系數(shù)、礦物基質(zhì)的壓縮系數(shù)，試驗測試試樣的孔隙度和有效壓縮系 數(shù)。試驗過程應(yīng)測試的參數(shù)包括試樣的截面積和長度，上下游壓力隨時間變化的曲線。試 樣的截面積和長度在制樣時就已經(jīng)確定，試樣前用游標(biāo)卡尺測量其長度和直徑就可確定。 試驗時先用反壓提供一壓力作為上游壓力，用測試孔隙水壓力的傳感器測試穩(wěn)定后的壓力 作為下游壓力；然后提高反壓壓力，到預(yù)定壓力后關(guān)閉反壓注水閥，觀測記錄上游壓力(反 壓壓力表)和下游壓力(孔隙水壓力傳感器)隨時間的變化關(guān)系。(4)滲透系數(shù)的計算已知材料和流體的性質(zhì)常數(shù)，根據(jù)試樣上、下游壓力隨著時 間變化的實測結(jié)果P(0，t)=Pd(t) t ^ 0p(l，t)=Pu(t) t ^ 0由下式反算出滲透系數(shù)
權(quán)利要求一種巖石滲透性測試裝置，包括土工三軸儀，其特征在于該巖石滲透性測試裝置還包括壓力容腔、加壓帽、透水石、上游水管、下游水管、上游壓力表、下游壓力傳感器和水閥，壓力容腔呈圓筒狀，測試的巖石試樣設(shè)于壓力容腔中部，測試的巖石試樣外側(cè)套設(shè)有橡皮膜，該試樣上端設(shè)有上透水石，試樣下端設(shè)有下透水石，上透水石和下透水石位于壓力容腔內(nèi)，上透水石上端設(shè)有加壓帽，加壓帽上端與土工三軸儀的壓桿相接觸，上游水管穿過加壓帽與上透水石上端面接觸，下游水管前端與下透水石相接觸，與上游水管相連通設(shè)有上游壓力表，與下游水管相連通設(shè)有下游壓力傳感器，該上游壓力表是數(shù)字壓力表，上游壓力表與一個控制器相連接，控制器與下游壓力傳感器相連接，上游水管上設(shè)有水閥。
2.如權(quán)利要求1所述的巖石滲透性測試裝置，其特征在于土工三軸儀的法蘭盤與其 底座之間設(shè)有密封圈。
專利摘要一種巖石滲透性測試裝置，包括土工三軸儀，還包括壓力容腔、加壓帽、透水石、上游水管、下游水管、上游壓力表、下游壓力傳感器和水閥，壓力容腔呈圓筒狀，測試的巖石試樣設(shè)于壓力容腔中部，測試的巖石試樣外側(cè)套設(shè)有橡皮膜，上透水石和下透水石位于壓力容腔內(nèi)，上透水石上端設(shè)有加壓帽，加壓帽上端與土工三軸儀的壓桿相接觸，上游水管與上透水石上端面接觸，下游水管前端與下透水石相接觸。本巖石滲透性測試裝置，結(jié)構(gòu)簡單，只需對普通土工三軸試驗機(jī)稍作變動，設(shè)置壓力容腔、透水石和橡皮膜，可實現(xiàn)用瞬態(tài)壓力脈沖法來測試部分巖石的滲透特性，使用方便，成本低，便于普通用途的巖石滲透特性測試。
文檔編號G01N15/08GK201716255SQ20102025744
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者李曉芬, 祝彥知, 胡江春 申請人:中原工學(xué)院