[發明專利]實現三軸應力條件下巖鹽溶解特性試驗的方法

無效

• 申請號: 201010143927.2
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN101819132A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 任松;楊春和;姜德義;宋書一
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明涉及應力條件下巖鹽溶解特性試驗的方法，尤其涉及一種實現三軸 應力條件下巖鹽溶解特性試驗的方法。

背景技術

相對其它儲備方式，巖鹽地下油氣儲備庫具有安全、經濟的特點，但國外 巖鹽地下儲庫仍時有事故發生(如油氣滲漏、溶腔失效、地表沉陷等)。目前國 外地下巖鹽儲庫幾乎都建在巨厚鹽丘中，而我國可建地下儲庫的巖鹽均為層狀 巖鹽，具有厚度薄、夾層多、品位低、埋深大(湖北云應巖層埋深為2000m) 的特點。相比之下我國地下巖鹽儲庫建設難度更大、運行風險更高。控制巖鹽 地下儲庫的形狀是減少事故和避免營運風險的主要手段之一，具有理想形狀的 儲庫具有更好的穩定性、密閉性及更長的使用壽命。巖鹽溶解特性的研究是巖 鹽儲庫形狀控制的基礎，然而由于受制于試驗技術，針對我國層狀巖鹽在三軸 應力條件下的溶解特性試驗幾乎沒能開展。現有技術中，將所取巖鹽塊樣分別 加工成方塊試樣，并對方塊試樣的五個表面進行密封處理，以使溶解僅在一個 面上發生。湯艷春使用這種方法在單軸壓縮條件下進行了巖鹽應力-溶解耦合效 應的細觀力學試驗，研究了巖鹽的細觀力學性質、巖鹽溶解階段力學性質的變 化以及在不同破壞狀態下巖鹽溶蝕速率的變化規律，表明應力狀態對鹽巖溶蝕 速率影響很大。

因此，現有試驗方法均存在如下不足：一、巖鹽只受單軸應力，無法實現 三軸應力條件下的溶解試驗；二、難以實現溶解水的壓力、濃度、流速和溫度 等參數的統一調控。

發明內容

針對現有技術中的不足之處，本發明提供了一種巖鹽三軸受力，溶解水壓、 濃度、溫度和速度可調，且調節方便，同時測試精度更高的實現三軸應力條件 下巖鹽溶解特性試驗的方法，該方法更真實的模擬鹽巖實際溶解環境，以獲得 更真實的試驗數據，用來指導工程實際。

本發明提供的實現三軸應力條件下巖鹽溶解特性試驗的方法，首先，選取 巖鹽制作成圓柱狀結構的巖鹽試件，在巖鹽試件中心軸向上設置通水孔；然后， 從周圍向巖鹽試件施加圍壓，并從軸向上向巖鹽試件施加軸壓；再然后，將溶 解水從通水孔流過進行溶解實驗；最后，改變巖鹽的受力狀態、溶解水的壓力、 溶解水的濃度、溶解水的流速和/或溶解水的溫度進行巖鹽溶解速度測試，得 出試驗數據。

本發明的有益效果：本發明從周圍向巖鹽試件施加圍壓，從軸向上向巖鹽 試件施加軸壓，使巖鹽處于三軸應力狀態，達到真實模擬鹽巖實際溶解環境的 目的；巖鹽試件的中心軸向上設置通水孔，將溶解水從通水孔流過，進行溶解 試驗；同時巖鹽試件的圍壓和軸壓可調，溶解水的壓力、濃度、溫度和流速均 可調節。

附圖說明

附圖為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細地描述。

實現三軸應力條件下巖鹽溶解特性試驗的方法，首先，選取巖鹽制作成圓 柱狀結構的巖鹽試件1，在巖鹽試件1的中心軸向上設置通水孔2；然后，從周 圍向巖鹽試件1施加圍壓3，并從軸向上向巖鹽試件1施加軸壓4，如附圖所示； 再然后，將溶解水從通水孔2流過進行溶解實驗；最后，改變巖鹽試件1的受 力狀態、溶解水的壓力、溶解水的濃度、溶解水的流速和溶解水的溫度進行巖 鹽溶解速度測試，得出試驗數據。

上述實現三軸應力條件下巖鹽溶解特性試驗的方法中，巖鹽試件也可制作 成方塊結構，在方塊結構的巖鹽試件上豎直設置通水孔，從四周向方塊結構的 巖鹽試件施加圍壓，從上下方向上對巖鹽試件施加軸壓，同樣可實現本發明的 目的，均應涵蓋在本發明的保護范圍當中。

對巖鹽試件周圍施壓(圍壓)和軸向施壓(軸壓)方式可通過液壓泵控制 實現，而且圍壓和軸壓均可通過液壓閥調節；通入溶解水的方式可采用高壓管 與通水孔2的進口密封連接，高壓管內溶解水的壓力和流速可通過水泵和水閥 進行調節，溶解水也可通過溫控器控制溫度，最終實現巖鹽試件的圍壓和軸壓 可調，溶解水的壓力、濃度、溫度和速度均可調節，更能真實模擬鹽巖實際溶 解環境的目的。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管 參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解， 可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的 宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。