[發明專利]一種三軸滲透率測試與CO2

有效

• 申請號: 201810097759.4
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108414419B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 劉世奇;王冉;王恬;桑樹勛;杜藝;黃華州;方輝煌;周效志
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N30/02
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 尹清靜

1.一種三軸滲透率測試與CO₂驅替模擬試驗裝置，其特征在于，包括：模型系統(1)、氣體控制系統(2)、溫度控制系統(3)、三軸加載系統(4)、抽真空系統(5)、氣體樣品采集系統(6)和電氣控制及監控系統；

所述的模型系統(1)包括巖心夾持器(1.1)、上游參考缸(1.21)、下游參考缸(1.22)、應變測試儀(1.5)和多個控制氣體流通的閥門，所述的巖心夾持器(1.1)樣品室的入口與上游參考缸(1.21)入口連通、出口與下游參考缸(1.22)入口連通；所述的上游參考缸(1.21)的出口與下游參考缸(1.22)的出口連通，在上游參考缸(1.21)和下游參考缸(1.22)之間設有壓差傳感器(1.4)；巖樣外圓面上設有若干應變片，應變片引線自巖心夾持器(1.1)的端部伸出并與應變測試儀(1.5)電信號連接；所述的上游參考缸(1.21)上連接有壓力傳感器一(1.31)，下游參考缸(1.22)上連接有壓力傳感器二(1.32)，巖心夾持器(1.1)樣品室上連接有壓力傳感器三(1.33)；

所述的氣體控制系統(2)包括高壓氣瓶、減壓閥、氣體流量計二(2.32)、恒溫水浴(2.5)、空壓機(2.6)、氣體增壓泵(2.7)和多個控制氣體流通的閥門，所述的高壓氣瓶包括氦氣高壓氣瓶(2.11)、二氧化碳高壓氣瓶(2.12)和甲烷高壓氣瓶(2.13)，所述的減壓閥包括減壓閥一(2.21)、減壓閥二(2.22)和減壓閥三(2.23)；氦氣高壓氣瓶(2.11)、二氧化碳高壓氣瓶(2.12)和甲烷高壓氣瓶(2.13)與氣體增壓泵(2.7)的進氣口連接，連接管路穿過恒溫水浴(2.5)；所述的減壓閥一(2.21)、減壓閥二(2.22)和減壓閥三(2.23)分別設在氦氣高壓氣瓶(2.11)、二氧化碳高壓氣瓶(2.12)和甲烷高壓氣瓶(2.13)出口處管路上，氣體流量計二(2.32)設在三個減壓閥和恒溫水浴(2.5)之間的總管路上；所述的空壓機(2.6)和氣體增壓泵(2.7)連接，氣體增壓泵(2.7)的出氣口與巖心夾持器(1.1)樣品室入口和上游參考缸(1.21)入口連接；

所述的溫度控制系統(3)包括包裹巖心夾持器(1.1)、上游參考缸(1.21)和下游參考缸(1.22)的電加熱套，電加熱套內設有溫度傳感器；

所述的三軸加載系統(4)包括液壓伺服儀(4.1)和環壓跟蹤泵(4.2)，所述的液壓伺服儀(4.1)通過管路與巖心夾持器(1.1)上端的壓頭連接，連接管路上設有壓力傳感器五(4.32)；環壓跟蹤泵(4.2)通過管路與巖心夾持器的環形空間連通，連接管路上設有壓力傳感器四(4.31)；

所述的氣體樣品采集系統(6)包括氣相色譜儀(6.1)、氣體流量計五(6.22)、氣液分離器(6.4)、背壓閥(6.5)、壓力傳感器六(6.6)及多個控制氣體流通的閥門，所述的巖心夾持器(1.1)的樣品室的出口通過管路與氣相色譜儀(6.1)連接，連接管路上從巖心夾持器(1.1)向氣相色譜儀(6.1)的方向上依次設有所述的壓力傳感器六(6.6)、背壓閥(6.5)、氣液分離器(6.4)和氣體流量計五(6.22)；

所述的抽真空系統(5)包括真空泵(5.1)，所述的真空泵(5.1)與氣體流量計五(6.22)和氣相色譜儀(6.1)之間的管路連通；真空泵(5.1)還與上游參考缸(1.21)和下游參考缸(1.22)之間的管路連通；

所述的電氣控制及監控系統，包括工控機、顯示器及變送儀表、高速攝像機、繼電保護和報警電路以及電氣控制電路、配電電路及控制軟件。

2.根據權利要求1所述的一種三軸滲透率測試與CO₂驅替模擬試驗裝置，其特征是：所述的氣體控制系統(2)還包括單向閥(2.4)，所述的單向閥(2.4)設在氣體流量計二(2.32)和恒溫水浴(2.5)之間的管路上，出氣口朝向恒溫水浴(2.5)。

3.根據權利要求2所述的一種三軸滲透率測試與CO₂驅替模擬試驗裝置，其特征是：所述的氣體控制系統(2)還包括氣體流量計一(2.31)和氣體流量計三(2.33)，分別與氣體流量計二(2.32)并聯設置。