[發明專利]一種裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 201911007643.8
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110579427A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 朱斌;陳吉麟;朱銘清;張靜;羅彩梅;吳佳慧
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N13/04
• 代理公司: 61223 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 姬莉

1.一種裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬裝置，其特征在于，包括支架(1)，所述支架(1)上可拆卸連接有透明容器(2)，所述透明容器(2)的內部填充有裂縫-空隙雙滲透介質實驗模型(3)，所述透明容器(2)的頂部開口，且透明容器(2)的上方設有用于給裂縫-空隙雙滲透介質實驗模型(3)噴淋液體的淋濾裝置(4)，所述透明容器(2)的底部設有至少一個液體快速流出口(5)，液體快速流出口(5)連接有液體收集裝置。

2.如權利要求1所述的裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬裝置，其特征在于，該裝置還包括有背投光源(6)和影像信息記錄單元(7)，所述背投光源(6)設在透明容器(2)的背面，影像信息記錄單元(7)設在透明容器(2)的前方。

3.如權利要求1所述的裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬裝置，其特征在于，所述淋濾裝置(4)包括噴淋頭(41)，所述噴淋頭(41)設在透明容器(2)的上方，噴淋頭(41)固定在用于使噴淋頭(41)在裂縫-空隙雙滲透介質實驗模型(3)上方往復移動的電動推桿(42)上，所述支架(1)上設有用于支撐電動推桿(42)的支撐件(8)，所述噴淋頭(41)還通過導水管連接有供水裝置(43)，所述電動推桿(42)與電源電連接。

4.如權利要求1所述的裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬裝置，其特征在于，所述背投光源(6)為LED燈。

5.如權利要求1所述的裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬裝置，其特征在于，所述影像信息記錄單元(7)為工業攝像頭。

6.如權利要求1-5任意一項所述的裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬裝置的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲得真實裂縫的分布情況，通過冷凍法生成模擬裂縫網絡的裂縫-空隙雙滲透介質實驗模型(3)，通過PCAS統計獲得裂隙率及分形分維數信息；

S2、在透明容器(2)中裝入裂縫-空隙雙滲透介質實驗模型(3)，再應用PCAS獲得孔隙參數信息；

S3、通過淋濾裝置(4)將含有示蹤物質的液體噴淋在裂縫-空隙雙滲透介質實驗模型(3)上；通過示蹤物質顯示優勢滲流蹤跡，采用背投光源增強顯影效果，拍攝記錄優勢滲流影像信息；

S4、通過影像信息分析獲得優勢滲流過程并與理論計算結果相比較，得出實驗結果。

7.如權利要求6所述的裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬實驗方法，其特征在于，所述冷凍法模擬生成模擬裂縫網絡的裂縫-空隙雙滲透介質實驗模型(3)的方法包括以下步驟：

S101、對真實裂隙進行制模，獲得反應真實裂隙的展布狀況的裂隙模型；

S102、裂隙模型置于容器內加水并冷凍制作出該裂隙模型的冰塊反模，并將裂隙模型與冰塊反模分離；

S103、在-10℃～-5℃低溫條件下將粗顆粒-瓊脂材料混合物倒入冰塊反模的鏤空部位，并進行冷凍硬化，獲得由粗顆粒-瓊脂材料混合物制成的裂隙模具；

S104、將粗顆粒-瓊脂材料混合物制成的裂隙模具從冰塊反模中取出，放入透明容器中，并充填細顆粒材料將透明容器充滿；

S105、將透明容器加溫至47℃以上，使瓊脂材料融化并排出容器，最后形成由細顆粒材料模擬的孔隙介質和由粗顆粒骨料模擬的裂隙介質的雙孔隙實驗模型。

8.如權利要求6所述的裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬實驗方法，其特征在于，所述示蹤物質為示蹤顆粒或高錳酸鉀溶劑。

9.如權利要求7所述的裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬實驗方法，其特征在于，所述細顆粒材料為粒徑在0.5-1mm的熔融石英砂。

10.如權利要求7所述的裂隙-孔隙雙滲透介質優勢流模擬實驗方法，其特征在于，所述細顆粒材料為透明土顆粒。