本發(fā)明屬于頁巖含氣性測氣技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頁巖巖樣密封性檢測裝置及其密封性檢測方法。

背景技術(shù)：

巖石的密封性和巖石本身的裂縫發(fā)育程度有關(guān)系，但如果通過測量裂縫發(fā)育程度來反映巖石的密封性也是不夠準(zhǔn)確的，因?yàn)槊芊庑耘c外界相互串通的裂縫有關(guān)，目前裂縫檢測的方法有很多，其中用于地質(zhì)工程的主要得有CT掃描，聲波檢測，比如專利201310129744.9 的一種檢測巖石內(nèi)部裂縫結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)及方法，CT掃描裝置用于對(duì)待測樣品進(jìn)行X射線檢測；進(jìn)行CT掃描檢測，在對(duì)檢測物體無損傷條件下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準(zhǔn)確、細(xì)致、多層次、直觀地展示被檢測物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、組成、材質(zhì)及缺損狀況。CT掃描技術(shù)比較成熟，精確度也很高，但本身具有放射性，檢測成本較高，適用于高精確的檢測；專利號(hào)為ZL201310330303.5的聲波檢測屬于勘探地球物理學(xué)領(lǐng)域，涉及一種碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層粘彈性參數(shù)提取方法。該方法引入碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層巖石骨架的粘彈性和裂縫誘導(dǎo)的各向異性，建立以品質(zhì)因子、裂縫密度、裂縫張開度、裂縫產(chǎn)狀為參數(shù)的裂縫性儲(chǔ)層粘彈性等效介質(zhì)模型；利用旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)網(wǎng)格高階有限差分法進(jìn)行地震波場模擬，得到不同埋藏深度和不同構(gòu)造位置處各種裂縫組合的正演記錄；在地震波場傳播機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，得到裂縫敏感性參數(shù)；依據(jù)裂縫敏感性參數(shù)對(duì)通過粘聲波逆時(shí)偏移方法提取的高精度疊前地震方位角道集進(jìn)行優(yōu)化處理；利用優(yōu)化處理后的疊前地震方位角道集提取碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層的粘彈性參數(shù)。本發(fā)明適用于碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層的裂縫檢測。聲波檢測技術(shù)目前在精確度上依然不高，但適用地質(zhì)上的大規(guī)模地質(zhì)測量，可以測量大的斷層，得到一些技術(shù)的地質(zhì)質(zhì)料。以上方法都是裂縫檢測的基本技術(shù)。以上方法都有一定的適用范圍。但針對(duì)巖石巖樣內(nèi)部密封性是不是良好的問題時(shí)用以上方法都不合適。因此，需要提供一種新的測量巖石密封性的裝置與方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能保證巖樣的完整性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果精準(zhǔn)、自動(dòng)化程度高的頁巖巖樣密封性檢測裝置及其密封性檢測方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種頁巖巖樣密封性檢測裝置，包括柜體40，柜體40內(nèi)設(shè)置有巖樣容納艙41、氣體檢測艙42、電動(dòng)四通閥45、真空泵46和鼓風(fēng)機(jī)47，巖樣容納艙41通過螺釘固定連接在柜體40的前側(cè)內(nèi)壁上，氣體檢測艙42設(shè)置在柜體40內(nèi)的底部并與巖樣容納艙41通過密封管接頭48相連，氣體檢測艙42內(nèi)安裝有甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44，氣體檢測艙42通過進(jìn)排氣管路49與電動(dòng)四通閥45的第一個(gè)接口相連，電動(dòng)四通閥45的第二個(gè)接口通過排氣管路50與真空泵46相連，電動(dòng)四通閥45的第三個(gè)接口通過進(jìn)氣管路51與鼓風(fēng)機(jī)47相連，電動(dòng)四通閥45第四個(gè)接口接空。

柜體40前側(cè)外表面安裝有操作面板54，操作面板54上設(shè)有啟動(dòng)按鈕62和急停按鈕63，柜體40內(nèi)底部安裝有控制柜56，操作面板54通過數(shù)據(jù)總線55與控制柜56相連，甲烷探測儀43通過一號(hào)數(shù)據(jù)線57與控制柜56相連，氣壓檢測儀44通過二號(hào)數(shù)據(jù)線58與控制柜56相連，電動(dòng)四通閥45通過三號(hào)數(shù)據(jù)線61與控制柜56相連，控制柜56上外延出設(shè)備控制線59，設(shè)備控制線59分別與真空泵7和鼓風(fēng)機(jī)47相連。

柜體40前側(cè)安裝有與巖樣容納艙41對(duì)應(yīng)的艙門52，艙門52上裝有柜體40前側(cè)面配合的旋轉(zhuǎn)鎖53；旋轉(zhuǎn)鎖53鎖緊時(shí)，艙門52將巖樣容納艙41密封，旋轉(zhuǎn)鎖53開啟時(shí)，打開艙門52，將巖樣放入或取出巖樣容納艙41；柜體40右側(cè)外部設(shè)置電源插頭64和總電源按鈕65，柜體40底部安裝有四只萬向輪66，柜體40左側(cè)上部和右側(cè)上部均安裝有一個(gè)把手67，柜體40內(nèi)安裝有穩(wěn)壓電源69，穩(wěn)壓電源69通過輸出電源線68與控制柜56連接，穩(wěn)壓電源69通過輸入電源線70與電源插頭64連接。

柜體40左側(cè)開有柵格透氣孔60。

使用頁巖巖樣密封性檢測裝置的裂縫檢測方法，包括以下步驟：

（1）頁巖巖樣密封性檢測裝置的啟動(dòng)；

（2）巖樣容納艙和氣體檢測艙的校準(zhǔn)；

（3）巖樣內(nèi)部裂縫檢測實(shí)驗(yàn)；

（4）巖樣內(nèi)部裂縫檢測實(shí)驗(yàn)后的儀器整理。

所述步驟1具體為：

a、將頁巖巖樣密封性檢測裝置推放在平整的地面上；

b、將民用220V電源接入頁巖巖樣密封性檢測裝置的電源插頭64；

c、按下電源插頭64旁的總電源按鈕65，頁巖巖樣密封性檢測裝置內(nèi)各元器件通電。

所述步驟2具體為：

A、按下操作面板54上的啟動(dòng)按鈕62，頁巖巖樣密封性檢測裝置開機(jī)；

B、打開艙門52，在操作面板54上下達(dá)“氣體清潔”命令，此時(shí)電動(dòng)四通閥45自動(dòng)調(diào)整為連通鼓風(fēng)機(jī)47和氣體檢測艙42，然后啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)47一分鐘，為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42通風(fēng)，消除其中可能存在的干擾氣體；

C、“氣體清潔”程序結(jié)束后，在操作面板54上下達(dá)“氣體校準(zhǔn)”命令，此時(shí)電動(dòng)四通閥45自動(dòng)調(diào)整為連通電動(dòng)四通閥45的第四個(gè)接口和氣體檢測艙42，甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44讀數(shù)歸零。

所述步驟3具體為：

Ⅰ、“氣體校準(zhǔn)”程序結(jié)束后，打開艙門52，將制備好的巖樣置入巖樣容納艙，關(guān)閉艙門52并鎖緊旋轉(zhuǎn)鎖53；

Ⅱ、在操作面板54上下達(dá)“巖樣檢測”命令，此時(shí)電動(dòng)四通閥45自動(dòng)調(diào)整為連通真空泵46和氣體檢測艙42，隨后真空泵46啟動(dòng)開始為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42減壓，減壓過程中甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44實(shí)時(shí)讀數(shù)，標(biāo)定氣體檢測艙42內(nèi)的甲烷含量和氣壓值，當(dāng)甲烷濃度達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，信息反饋在操作面板54上，顯示當(dāng)前巖樣內(nèi)部縫隙發(fā)育完好，當(dāng)氣壓值達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，真空泵46停止工作，防止艙內(nèi)氣壓過低引起設(shè)備損壞；

Ⅲ、“巖樣檢測”程序結(jié)束后，在操作面板54上下達(dá)“艙內(nèi)復(fù)壓”命令，此時(shí)電動(dòng)四通閥45緩慢地連通的第四個(gè)接口和氣體檢測艙42，為氣體檢測艙42和巖樣容納艙41恢復(fù)氣壓。

所述步驟4具體為：

①、“艙內(nèi)復(fù)壓”命令結(jié)束后，打開艙門52，將巖樣取出；

②、在操作面板54上下達(dá)“氣體清潔”命令，此時(shí)電動(dòng)四通閥45自動(dòng)調(diào)整為連通鼓風(fēng)機(jī)47和氣體檢測艙42，之后啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)47一分鐘，為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42通風(fēng)，消除其中存在的甲烷氣體；

③、按動(dòng)電源插頭64旁的總電源按鈕65，為頁巖巖樣密封性檢測裝置斷電，將頁巖巖樣密封性檢測裝置推到歸置位置，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述的頁巖巖樣密封性檢測裝置可以對(duì)巖樣檢測采取非接觸檢測，可以保持巖樣的完整性，免除了傳統(tǒng)方法中對(duì)巖樣的切割整理工作，并且整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，移動(dòng)性好，自動(dòng)化程度高，實(shí)驗(yàn)流程簡單，可以在短時(shí)間內(nèi)完成巖樣的密封性進(jìn)行檢測實(shí)驗(yàn)，能顯著提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明外型在一個(gè)視角下的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明外型在另一個(gè)視角下的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明去掉柜體和巖樣容納艙后的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明的一種頁巖巖樣密封性檢測裝置，包括柜體40，柜體40內(nèi)設(shè)置有巖樣容納艙41、氣體檢測艙42、電動(dòng)四通閥45、真空泵46和鼓風(fēng)機(jī)47，巖樣容納艙41通過螺釘固定連接在柜體40的前側(cè)內(nèi)壁上，氣體檢測艙42設(shè)置在柜體40內(nèi)的底部并與巖樣容納艙41通過密封管接頭48相連，氣體檢測艙42內(nèi)安裝有甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44，氣體檢測艙42通過進(jìn)排氣管路49與電動(dòng)四通閥45的第一個(gè)接口相連，電動(dòng)四通閥45的第二個(gè)接口通過排氣管路50與真空泵46相連，電動(dòng)四通閥45的第三個(gè)接口通過進(jìn)氣管路51與鼓風(fēng)機(jī)47相連，電動(dòng)四通閥45第四個(gè)接口接空；

柜體40前側(cè)外表面安裝有操作面板54，操作面板54上設(shè)有啟動(dòng)按鈕62和急停按鈕63，柜體40內(nèi)底部安裝有控制柜56，操作面板54通過數(shù)據(jù)總線55與控制柜56相連，甲烷探測儀43通過一號(hào)數(shù)據(jù)線57與控制柜56相連，氣壓檢測儀44通過二號(hào)數(shù)據(jù)線58與控制柜56相連，電動(dòng)四通閥45通過三號(hào)數(shù)據(jù)線61與控制柜56相連，控制柜56上外延出設(shè)備控制線59，設(shè)備控制線59分別與真空泵7和鼓風(fēng)機(jī)47相連。

柜體40前側(cè)安裝有與巖樣容納艙41對(duì)應(yīng)的艙門52，艙門52上裝有柜體40前側(cè)面配合的旋轉(zhuǎn)鎖53；旋轉(zhuǎn)鎖53鎖緊時(shí)，艙門52將巖樣容納艙41密封，旋轉(zhuǎn)鎖53開啟時(shí)，打開艙門52，將巖樣放入或取出巖樣容納艙41；柜體40右側(cè)外部設(shè)置電源插頭64和總電源按鈕65，柜體40底部安裝有四只萬向輪66，柜體40左側(cè)上部和右側(cè)上部均安裝有一個(gè)把手67，柜體40內(nèi)安裝有穩(wěn)壓電源69，穩(wěn)壓電源69通過輸出電源線68與控制柜56連接，穩(wěn)壓電源69通過輸入電源線70與電源插頭64連接。

柜體40左側(cè)開有柵格透氣孔60。

使用頁巖巖樣密封性檢測裝置的裂縫檢測方法，包括以下步驟：

（1）頁巖巖樣密封性檢測裝置的啟動(dòng)；

（2）巖樣容納艙41和氣體檢測艙42的校準(zhǔn)；

（3）巖樣內(nèi)部裂縫檢測實(shí)驗(yàn)；

（4）巖樣內(nèi)部裂縫檢測實(shí)驗(yàn)后的儀器整理。

所述步驟1具體為：

a、將頁巖巖樣密封性檢測裝置推放在平整的地面上；

b、將民用220V電源接入頁巖巖樣密封性檢測裝置的電源插頭64；

c、按下電源插頭64旁的總電源按鈕65，頁巖巖樣密封性檢測裝置內(nèi)各元器件通電。

所述步驟2具體為：

A、按下操作面板54上的啟動(dòng)按鈕62，頁巖巖樣密封性檢測裝置開機(jī)；

B、打開艙門52，在操作面板54上下達(dá)“氣體清潔”命令，此時(shí)電動(dòng)四通閥45自動(dòng)調(diào)整為連通鼓風(fēng)機(jī)47和氣體檢測艙42，然后啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)47一分鐘，為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42通風(fēng)，消除其中可能存在的干擾氣體；

C、“氣體清潔”程序結(jié)束后，在操作面板54上下達(dá)“氣體校準(zhǔn)”命令，此時(shí)電動(dòng)四通閥45自動(dòng)調(diào)整為連通電動(dòng)四通閥45的第四個(gè)接口和氣體檢測艙42，甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44讀數(shù)歸零。

所述步驟3具體為：

Ⅰ、“氣體校準(zhǔn)”程序結(jié)束后，打開艙門52，將制備好的巖樣置入巖樣容納艙，關(guān)閉艙門52并鎖緊旋轉(zhuǎn)鎖53；

Ⅱ、在操作面板54上下達(dá)“巖樣檢測”命令，此時(shí)電動(dòng)四通閥45自動(dòng)調(diào)整為連通真空泵46和氣體檢測艙42，隨后真空泵46啟動(dòng)開始為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42減壓，減壓過程中甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44實(shí)時(shí)讀數(shù)，標(biāo)定氣體檢測艙42內(nèi)的甲烷含量和氣壓值，當(dāng)甲烷濃度達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，信息反饋在操作面板54上，顯示當(dāng)前巖樣內(nèi)部縫隙發(fā)育完好，當(dāng)氣壓值達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，真空泵46停止工作，防止艙內(nèi)氣壓過低引起設(shè)備損壞；

Ⅲ、“巖樣檢測”程序結(jié)束后，在操作面板54上下達(dá)“艙內(nèi)復(fù)壓”命令，此時(shí)電動(dòng)四通閥45緩慢地連通的第四個(gè)接口和氣體檢測艙42，為氣體檢測艙42和巖樣容納艙41恢復(fù)氣壓。

所述步驟4具體為：

①、“艙內(nèi)復(fù)壓”命令結(jié)束后，打開艙門52，將巖樣取出；

②、在操作面板54上下達(dá)“氣體清潔”命令，此時(shí)電動(dòng)四通閥45自動(dòng)調(diào)整為連通鼓風(fēng)機(jī)47和氣體檢測艙42，之后啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)47一分鐘，為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42通風(fēng)，消除其中存在的甲烷氣體；

③、按動(dòng)電源插頭64旁的總電源按鈕65，為頁巖巖樣密封性檢測裝置斷電，將頁巖巖樣密封性檢測裝置推到歸置位置，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)施例并非對(duì)本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。