[發明專利]用于含水砂樣激發極化效應測量的多功能測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201410720421.1
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104407387A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 劉斌;聶利超;田明禛;楊為民;李術才;郭謙;王傳武;崔宇鵬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01V3/02
• 分類號: G01V3/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

1.?用于含水砂樣激發極化效應測量的多功能測試裝置，其特征在于：包括兩個封閉的電解室和一個封閉的試樣室，所述的試樣室位于兩個電解室中間，且電解室與試樣室之間通過一個調整滲透參數的滲透板隔離，在所述的電解室內安裝有完成含水砂樣的激發極化效應測試的測試電極系，所述的試樣室在旋轉裝置作用下沿水平軸線旋轉，進而帶動試樣旋轉實現試樣的自動攪拌；?且所述的試樣室和電解室分別與壓力控制裝置相連。

2.如權利要求1所述的用于含水砂樣激發極化效應測量的多功能測試裝置，其特征在于：所述電解室用于存放飽和溶液，并安裝有測試電極系，所述的測試電極系包括供電電極A、B，測量電極M、N。

3.?如權利要求2所述的用于含水砂樣激發極化效應測量的多功能測試裝置，其特征在于：所述的供電電極是由鉛板做成與電解室截面大小相等的圓板，其安裝在電解室外側壁的內側；所述的測量電極采用Ag/AgCl參比電極，其安裝在電解室內側壁的內側。

4.?如權利要求1所述的用于含水砂樣激發極化效應測量的多功能測試裝置，其特征在于：所述的壓力控制裝置為用于控制試樣室和電解室壓力的真空泵，所述的真空泵導管經閥門、壓力表分別與試樣室和兩個電解室的頂部相連通。

5.?如權利要求1或4所述的用于含水砂樣激發極化效應測量的多功能測試裝置，其特征在于：所述滲透板包含質量比為1:0.2:0.1:0.15的粉煤灰、水泥、木屑、水。?

6.?如權利要求4所述的用于含水砂樣激發極化效應測量的多功能測試裝置，其特征在于：?所述旋轉裝置包括電動機、驅動齒輪和被動齒輪，其中驅動齒輪通過連接環支撐，并與被動齒輪相互嚙合，被動齒輪套裝在試樣室的兩端，通過電動機的通斷，控制試樣室的轉動，且配合真空泵將試樣室抽真空，實現試樣室內試樣的混合均勻。

7.?如權利要求1所述的用于含水砂樣激發極化效應測量的多功能測試裝置，其特征在于：?

還包括動水裝置，所述的動水裝置通過連接孔與試樣室內部連通，在試驗過程中分別通過控制動水裝置中的水量實現控制砂樣中的水量與水位，進而模擬動水。

8.?如權利要求7所述的用于含水砂樣激發極化效應測量的多功能測試裝置，其特征在于：?所述的動水裝置包括2個控制試樣室水量的水槽；所述的2個水槽分別安裝在試樣室上方且與試樣室連通。

9.?利用如權利要求1、2、3、4或6所述的測試裝置進行礦化度、孔隙度、粘土含量、供電電流參數的測試方法，其特征在于，如下：

（1）、裝置安裝與電極、砂樣安放填裝，具體如下：

首先，配制電解液與砂樣；

其次，將供電電極與測量電極安裝在電解室上，左側電解室與連接環一側連接，滲透板、旋轉裝置依次安置，連接環的另一側與安裝好的一側拼接在一起，將配置好的砂樣放入到與被動齒輪連接的試樣室中，右側電解室安裝與上述安裝步驟相同；最后，通過電解室上方的小孔注入電解液，將電動機與旋轉裝置連接，安放真空泵；

（2）砂樣的礦化度指的是在砂樣中的溶液或水中含有的陰陽離子，在配制不同的礦化度砂樣時選取含等量的KCl、GaCl2、FeCl3的溶液加入到砂樣中，然后加入到試樣室中；

（3）準備工作完成后，打開與真空泵連接導管上的三個閥門，啟動真空泵將試樣室和電解室中抽成真空，抽真空結束后，關閉三個閥門，啟動電動機帶動驅動齒輪轉盤使試樣室均勻旋轉，幾分鐘后停止電動機，并控制壓力閥緩慢對試樣室進行加壓，觀看儀表盤當內部壓強與外部壓強相等時，停止加壓，進行試驗；

（4）砂樣的孔隙度通過改變砂樣自身的粒徑來改變砂樣的不同孔隙度，砂樣樣品配制完成后裝入到試樣室后，重復進行步驟（3）；

（5）砂樣的粘土含量是通過往砂樣中加入定量的粘土來改變砂樣的粘土含量，砂樣樣品配制完成后裝入到試樣室后，重復進行步驟（3）；

（6）砂樣的供電電流是通過改變供電電壓來改變砂樣的供電電流，選取12V、24V、36V分別進行試驗；

（7）試驗結束，停止電動機、真空泵，拆卸實驗裝置并進行清洗為下次試驗做好準備。

10.?利用如權利要求7或8所述的測試裝置進行動水參數的測試方法，其特征在于，如下：

（1）、裝置安裝與電極、砂樣安放填裝，具體如下：

首先，配制電解液與砂樣；

其次，將供電電極與測量電極安裝在電解室上，左側電解室與連接環一側連接，滲透板、旋轉裝置依次安置，連接環的另一側與安裝好的一側拼接在一起，將配置好的砂樣放入到與旋轉裝置連接的試樣室中，右側電解室安裝與上述安裝步驟相同；

最后，通過電解室上方的小孔注入電解液，將電動機與旋轉裝置連接，安放真空泵與水槽；

（2）砂樣的動水測試時通過改變水槽的液面差實現砂樣樣品中水的定向流動，通過真空泵來實現砂樣樣品中水位高度的控制；

（3）準備工作完成后，進行試驗前的裝置設定；

首先，將配置好的砂樣樣品裝入到試樣室中，連接好真空泵、電動機、水槽，并將控制水槽的閥門關上并在兩個水槽分別注入不等量的水，形成水位差，并在實驗開始時持續對高水位的水槽注水，以保持其水位不變，從而控制在砂樣樣品中動水的流速；其次，打開水槽的閥門使水槽中的水在水位差的作用下流經砂樣樣品，隨著試樣室中的水量不斷增加，其水位不斷上升，此時只打開與真空泵連接處的閥門，啟動真空泵，控制真空泵不斷對試樣室加壓，使得試樣室中的水位控制在指定的位置；進行動水參數的測試；

（4）控制水位的高低與流速，進行多種情況下的動水測試；

（5）試驗結束，關閉水槽閥門，停止電動機，拆卸實驗裝置并進行清洗為下次試驗做好準備。