[發明專利]一種擾動作用下巖石多場、多相滲流實驗裝置

有效

• 申請號: 201811090141.1
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109211753B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 王俊光;金嶠;梁冰;楊鵬錦;單常艷
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 陳曉寧;王雪飛

本發明公開了一種擾動作用下巖石多場、多相滲流實驗裝置，包括軸壓加載系統，用于對巖石試件施加軸壓；圍壓加載系統，用于對巖石試件施加圍壓；擾動系統，用于為巖石試件提供不同幅值、不同頻率的擾動；流體加載通道，用于向巖石試件中注入液體；氣體加載通道，用于向巖石試件中注入氣體；氣液分離與收集系統，用于將通過巖石試件后的氣體和液體分開進行收集。本發明能夠一泵兩用，節約資源，同時在常規壓力室內部添加一種變形擾動桿，通過激振器實現橫向擾動，可以真實模擬實際工程中巖石所受到的擾動影響及多相流體對巖石滲透率的影響。通過控制圍壓和滲透壓，從而能夠更加精確的得到巖石在實際工程中的相關系數及滲透率演化規律。

技術領域

本發明屬于巖石滲流力學試驗設備的技術領域，尤其涉及一種擾動作用下巖石多場、多相滲流實驗裝置。

背景技術

隨著經濟發展的不斷向前，無論是國家的發展還是人們的日常生活對于能源的需求日益增加，目前地下資源的開采已經逐步向深部發展，與淺部開采相比，深部開采地質條件千變萬化，巖石中地下水及其他相溶或不相溶流體的運動規律也錯綜復雜。同時，由于開采過程中諸如爆破、機械開采動力擾動、高能級巖爆與礦震、局部破斷等擾動的影響，使得通過傳統的多場、多相滲流實驗所得出的相關參數及規律已經難以解決現有的實際問題。

就目前而言，流固耦合實驗裝置大多采用單相滲流介質，而在實際工程中，往往是液體滲流和氣體滲流共同作用于巖體之中。同時，在石油、天然氣、CO₂儲存過程中和核廢料深埋工程中，如果沒有充分考慮多場、多相滲流的影響，就不能采取有效的施工方法及安全措施，進而帶來不必要的資源浪費、環境污染和生命安全等問題。因此，尋求準確、可靠的能在擾動作用下進行巖石的多場、多場、多相滲流的實驗裝置迫在眉睫。

發明內容

基于以上現有技術的不足，本發明所解決的技術問題在于提供一種擾動作用下巖石多場、多相滲流實驗裝置，可以模擬在實際工程擾動作用下，實現巖石的多場、多相滲流實驗。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案來實現：本發明提供一種擾動作用下巖石多場、多相滲流實驗裝置，包括軸壓加載系統，用于對巖石試件施加軸壓；

圍壓加載系統，用于對巖石試件施加圍壓；

擾動系統，用于為巖石試件提供不同幅值、不同頻率的擾動；

流體加載通道，用于向巖石試件中注入液體；

氣體加載通道，用于向巖石試件中注入氣體；

氣液分離與收集系統，用于將通過巖石試件后的氣體和液體分開進行收集，得出氣、液的有效滲透率。

進一步的，所述巖石試件豎直放置在缸體的中心位置處，所述巖石試件的頂部和底部分別由矩形墊塊和凸形墊塊進行支撐。

進一步的，所述軸壓加載系統包括由不銹鋼高壓管制成的軸壓加載管道、第二六通閥、油泵、軸壓油缸；

所述軸壓油缸通過所述軸壓加載管道、第二六通閥與所述油泵相連接，所述軸壓油缸的梯形軸壓伸縮桿貫通所述缸體的頂板與所述矩形墊塊相連；

所述軸壓加載管道上設有第五壓力表。

由上，通過油泵、第二六通閥和軸壓油缸為試件提供軸壓加載。

可選的，所述圍壓加載系統包括由不銹鋼高壓管制成的圍壓加載管道、第三六通閥、氣泵；

所述圍壓加載管道的一端通過第三六通閥與所述氣泵相連接，其另一端穿過所述缸體的第四通孔；

所述圍壓加載管道上設有第四壓力表。

由上，通過氣泵和第三六通閥為試件提供圍壓加載。