[發明專利]一種圍巖氣體滲透系數測試方法

在審

• 申請號: 201711461071.1
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN109975169A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 高玉峰;劉健;曹勝飛;趙鵬;佟強
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01N7/10
• 分類號: G01N7/10;G01N15/08
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 閆兆梅

1.一種圍巖氣體滲透系數測試方法，其實現基于一種現有的三軸儀，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、試樣安裝

(1)選取天然致密巖石，并將試樣加工成圓柱形，測量并記錄試樣13的直徑和高度；

(2)將試樣(13)用高性能密封膠皮管裝好后，用金屬喉箍將其固定在壓力室(7)內的底座(11)上，在密封膠皮管的試樣的上、下頂分別布設高滲透性金屬燒結網(12)；

(3)在上頂的高滲透性金屬燒結網(12)的頂部設置加載上壓頭(14)，并連接加載上壓頭(14)上的排氣管線接頭(15)，封裝好壓力室(7)，固定加載框架(10)并使其與軸向加載壓頭(9)剛好接觸；

步驟2、圍壓加載

(4)打開壓力室(7)進水閥門(16)和通氣孔(8)，啟動水泵，從水槽(4)向壓力室(7)注水，直至加滿后，關閉進水閥門(16)，關閉水泵，關閉通氣孔(8)；

(5)打開圍壓進水閥門(17)，打開圍壓加載器(2)，加載圍壓并使其穩定在預定值P_c＝10000kPa，穩定時間不少于30min；

步驟3、氣密性檢查

(6)打開氣壓加載器(3)，加載氣壓值1900kPa，維持氣壓加載器(3)氣壓值不變，打開進氣閥門(18)，觀察氣壓變化曲線，待到氣壓值再次達到1900kPa時，保持氣壓加載器3氣體體積不變，打開出氣閥門(19)，觀察氣壓變化曲線，計算滲透系數，待氣體滲透率小于E-19且時間超過35min時，結束儀器氣密性檢查；

步驟4、氣壓加載

(7)在氣密性良好的條件下，加載氣壓至預定值P₀，維持氣壓加載器3氣體體積V₀不變，緩慢打開出氣閥門(19)，進行測量；

步驟5、數據處理

(8)測量氣壓隨時間的變化，P₁和P₂分別為氣壓變化過程中t₁和t₂時刻試樣的加載氣壓值，記錄并保存試驗數據；

(9)利用公式(1)計算氣體滲透系數

公式中k_g為氣體滲透系數，m²，μ_g為氣體粘滯系數，Pa·s，A試樣橫截面積，m²，V₀為氣體體積，m³，p_a為平均氣壓，Pa，H為試樣高度，m，p_atm為大氣壓，Pa，Δp為氣壓降，Δp＝P₁-P₂，Pa，Δt為時間間隔，Δt＝t₂-t₁，s。