[發明專利]高溫高壓條件下巖石導熱系數的測量裝置

有效

• 申請號: 201710095096.8
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106770449B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 張慶;李云峰;侯莉莉;田福金;張泰麗;葛偉亞;楊洋;王赫生;周鎧鍔;雷廷;金陽
• 申請（專利權）人: 中國地質調查局南京地質調查中心
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N25/18
• 代理公司: 32230 江蘇致邦律師事務所
• 代理人: 栗仲平

高溫高壓條件下巖石導熱系數的測量裝置；實驗倉上部設有法向壓力施加裝置及法向力荷重傳感器；側面設有圍壓施加裝置和圍壓傳感器；頂部設置有圓柱狀吸熱裝置，其外面設有水循環散熱裝置兩側設有進出水口；中部的傳力柱兼作導熱柱；測試試樣上下斷面用密封圈密封并設有熱電偶；油腔一側設有輸油管道、溫度控制器、加熱器；圓柱狀吸熱裝置的外面設有水循環散熱裝置；與待測樣品之間設有緩沖板；試樣上下斷面用密封圈密封，試樣外面設有樣品鋼套和橡膠套圍成油腔；本測量裝置中還設有計算機控制的數據采集裝置。本發明可對巖樣各向導熱系數進行測試，用以研究天然賦存條件下巖石導熱系數及其各向異性，且結構科學合理，制造方便，易于操作。

技術領域

本發明涉及一種試驗裝置，具體涉及一種高溫高壓條件下巖石導熱系數的測量裝置，適用于測量不同溫度、不同壓力下巖石各向導熱系數，特別適合于非均質性的材料。

背景技術

導熱特性是巖石的基本性質之一，是巖石導熱規律及熱環境變化規律的重要研究內容,它在各種與巖石相關的工程熱分析中具有重要的作用，如：石油熱采過程中數值模擬計算及工程設計中注汽量、注汽速度和最終采收率的影響分析、油井地熱注水開采的回灌模擬及可行性分析、評價；高溫巖體地熱開發中的熱破裂分析、水熱產出能力分析；對高地溫地區圍巖溫度場及圍巖熱應力分布預測；凍土工程的凍、融循環分析；巖石導熱特性對分析地殼及上地幔的熱結構、分析深部巖石的變質作用和熱演化歷史等地質基礎研究具有重要意義等等。因此，研究巖石導熱特性具有重要的實踐和理論意義。

由于受到儀器設備的限制，關于巖石導熱系數及各向異性的研究成果較少，而且往往是在常溫、常壓力下的。可進行巖石導熱系數測量的目前代表的有：中國科學院武漢巖土力學研究所研制的測試巖石導熱系數的常規三軸試驗裝置（專利號CN201520500808.6）、室內巖樣導熱系數測試裝置（專利號CN201410181674.6）測量巖樣在三軸實驗過程中不同狀態下軸向和徑向導熱系數，并且可以測出巖樣溫度分布情況，從而提高了試驗和測量精度。另外有：華東石油學院北京研究生部等研制的測量小試件巖石導熱系數的測定儀（CN87213495）擴大了防護熱板法的測試范圍，可以測量巖石高導熱率材質的導熱系數。

但上述導熱系數儀器或多或少不能滿足存在以下問題：常溫條件下，不符合實際條件的要求；無法測量巖石各向導熱系數，不能準確描述巖石導熱系數各向異性，導致對巖石整體導熱性描述不準確；三軸圍壓施加復雜不易控制；液壓控制操作復雜問題；對各種尺寸巖石材料試驗的適應性不強；設備的自動化水平不夠等。

參考文獻：

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發明內容