[發(fā)明專利]一種用于超低滲開裂巖石氣體滲透率的測試儀器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910014063.5
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109709016A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋楊;王妍白;宋嘉軒;王嘉奕;王保元;周如珊
• 申請（專利權(quán)）人: 常州工學(xué)院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 劉松

本發(fā)明公開了一種用于超低滲開裂巖石氣體滲透率的測試儀器。它包括控制系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、用于測試巖石試件(試樣)的固定單元、緩沖氣罐、儲氣罐、油泵、油路、氣體管路、氣壓表(最好為數(shù)字氣壓表)和氣體開關(guān)，固定單元包括上蓋、單元主體、下座和固定螺栓，下座上設(shè)單元主體，單元主體上設(shè)上蓋，下座與上蓋通過固定螺栓相連接，單元主體內(nèi)設(shè)巖石試件，巖石試件設(shè)在下座上，緩沖氣罐上下兩端分別通過上進(jìn)氣管路和下進(jìn)氣管路與固定單元相連接，油泵通過油路與固定單元的單元主體內(nèi)腔相連通；恒溫系統(tǒng)外部設(shè)儲氣罐和控制系統(tǒng)，儲氣罐通過儲氣管路和儲氣開關(guān)與緩沖氣罐相連通，儲氣管路上設(shè)儲氣開關(guān)，控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與氣壓表相連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于超低滲開裂巖石氣體滲透率的測試儀器。

背景技術(shù)

巖石氣體滲透率是巖石的重要屬性，例如對于煤巖/頁巖，巖石的氣體滲透率直接決定著巖石的開采效率；對于泥巖/鹽巖，巖石的氣體滲透率則是評價巖石對于氣體密封性和氣體密封量的重要評價因素，在天然氣儲存和二氧化碳地質(zhì)封存方面具有重要的作用。目前巖石氣體滲透多采用現(xiàn)場鉆芯取樣，然后實(shí)驗室進(jìn)行測試，測試方法多采用恒流法和瞬流法，但是這兩種方法都要求滿足兩個條件：第一，巖石氣體滲透率較高，一般大于10^-21m²；第二，巖石試樣不能存在裂縫，否則巖石氣體滲透路徑主要通過裂縫傳輸，并非其本質(zhì)滲透率。然而，對于超低滲開裂巖石，巖石的滲透率極低，一般小于10^-21m²，無論采用恒流法還是瞬流法均較難進(jìn)行測試，此外試樣采集和后加工處理極易造成巖石試樣產(chǎn)生微裂縫，甚至開裂，導(dǎo)致測試滲透率遠(yuǎn)大于巖石的實(shí)際滲透率，達(dá)不到測試目的。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于超低滲開裂巖石氣體滲透率的測試儀器。它具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便和工作安全可靠等特點(diǎn)。不僅能夠測試較易獲得氣體壓力變化曲線，進(jìn)而獲取超低滲開裂巖石氣體的滲透率，更重要的是滲透模式并非從巖石試樣一側(cè)滲透至另一測，而是從巖石試樣兩側(cè)乃至巖石試樣裂縫處滲透至巖石試樣所有張開孔隙，即測試結(jié)果與巖石試樣開裂與否無關(guān)，僅與超低滲開裂巖石試樣中的本質(zhì)孔隙有關(guān)，解決了巖石開裂導(dǎo)致的巖石試樣滲透率無法測定的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于超低滲開裂巖石氣體滲透率的測試儀器。它包括控制系統(tǒng)(如電腦)、恒溫系統(tǒng)、用于測試巖石試件(試樣) 的固定單元、緩沖氣罐、儲氣罐、油泵、油路、氣體管路、氣壓表(最好為數(shù)字氣壓表)和氣體開關(guān)，氣體開關(guān)包括上進(jìn)氣開關(guān)、下進(jìn)氣開關(guān)和儲氣開關(guān)，氣體管路包括上進(jìn)氣管路、下進(jìn)氣管路和儲氣管路，恒溫系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)固定單元、緩沖氣罐、油泵、油路、上進(jìn)氣管路、下進(jìn)氣管路、氣壓表和上進(jìn)氣開關(guān)、下進(jìn)氣開關(guān)和儲氣開關(guān)，固定單元包括上蓋、單元主體、下座和固定螺栓，下座上設(shè)單元主體，單元主體上設(shè)上蓋，下座與上蓋通過固定螺栓相連接，單元主體內(nèi)設(shè)巖石試件，巖石試件設(shè)在下座上，緩沖氣罐上下兩端分別通過上進(jìn)氣管路和下進(jìn)氣管路與固定單元相連接，上進(jìn)氣管路上設(shè)上進(jìn)氣開關(guān)和氣壓表，下進(jìn)氣管路上設(shè)下進(jìn)氣開關(guān)，油泵通過油路與固定單元的單元主體內(nèi)腔相連通；恒溫系統(tǒng)外部設(shè)儲氣罐和控制系統(tǒng)(如電腦)，儲氣罐通過儲氣管路和儲氣開關(guān)與緩沖氣罐相連通，儲氣管路上設(shè)儲氣開關(guān)，控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與氣壓表相連接。

所述巖石試件的上下兩側(cè)均安裝氣體分散片，這樣，所述巖石試件上下兩側(cè)安裝氣體分散片對氣體進(jìn)入路徑進(jìn)行分散處理，讓氣體進(jìn)入路徑更加均勻(如圖 2所示)，巖石試件上面設(shè)壓頭，巖石試件通過基座固定設(shè)在下座上，并采用橡膠皮套和金屬套箍進(jìn)行密封。

所述緩沖氣罐用于為孔隙率測試提供壓力，緩沖氣罐上端通過上進(jìn)氣管路與固定單元單元主體內(nèi)腔的測試巖石試件相連接，緩沖氣罐下端通過下進(jìn)氣管路與固定單元內(nèi)腔的測試巖石試件相連接。

所述儲氣罐，用于為緩沖氣罐提供測試氣體，儲氣罐通過儲氣管路與緩沖氣罐相連通，并在儲氣管路上設(shè)儲氣開關(guān)。

所述氣壓表為數(shù)字氣壓表，用于測試緩沖氣罐的氣體壓力。