[實(shí)用新型]一種加載狀態(tài)下巖芯電阻率及波速的快速測(cè)試系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921472874.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210690243U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張平松;劉暢;歐元超;孫斌楊;李圣林;郭立全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/06;G01N27/04;G01N29/07
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種加載狀態(tài)下巖芯電阻率及波速的快速測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括巖芯、電極片組、導(dǎo)線、底座、軸壓加載裝置、電阻率測(cè)試模塊、聲波探頭、探頭連接線、波速測(cè)試模塊、數(shù)據(jù)傳輸線、計(jì)算機(jī)；巖芯置于底座和軸壓加載裝置之間；電極片、導(dǎo)線、電阻率測(cè)試模塊、數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)構(gòu)成電阻率測(cè)試系統(tǒng)；聲波探頭、探頭連接線、波速測(cè)試模塊、數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)構(gòu)成波速測(cè)試系統(tǒng)。采用本實(shí)用新型測(cè)試系統(tǒng)可使測(cè)量值更接近于巖體開(kāi)挖過(guò)程中巖石處于地層環(huán)境中的真實(shí)值，更具參考意義。本實(shí)用新型對(duì)加壓狀態(tài)下的巖芯進(jìn)行電阻率和波速的快速、準(zhǔn)確測(cè)試，同時(shí)進(jìn)行多參量測(cè)試，能夠從多角度記錄巖芯物理量的變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及地質(zhì)、鉆探巖芯測(cè)試等領(lǐng)域，具體涉及一種加載狀態(tài)下巖芯電阻率及波速的快速測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)淺層地下空間和深部礦產(chǎn)資源的需求日益增大。工程施工過(guò)程中難免會(huì)遇到很多工程地質(zhì)問(wèn)題，快速有效地獲取巖石物理力學(xué)性質(zhì)是解決這些問(wèn)題不可或缺的前提。故，如何快速、準(zhǔn)確地獲取鉆孔巖芯的物理力學(xué)參數(shù)就顯得尤為重要。

電阻率和波速是兩個(gè)重要的巖石物理力學(xué)參數(shù)。

電阻率是巖石的基本物理參數(shù)，直接反映巖石導(dǎo)電性的優(yōu)劣，當(dāng)巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時(shí)，其電阻率恒定。當(dāng)巖石在外力作用下發(fā)生壓裂破壞時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，其電阻率也會(huì)發(fā)生變化。所以電阻率變化情況能反映巖芯內(nèi)部裂隙的發(fā)育，從而可以獲得巖石內(nèi)部破壞狀態(tài)。但是，在巖芯電阻率測(cè)試中，如何采用科學(xué)有效的電極布設(shè)是一大難點(diǎn)。

聲波在巖芯內(nèi)傳播過(guò)程中，其與巖芯介質(zhì)相互作用，巖芯介質(zhì)會(huì)對(duì)波速產(chǎn)生一定的影響，這種作用會(huì)使聲波攜帶巖芯物理力學(xué)性質(zhì)等信息。可以通過(guò)測(cè)量加載狀態(tài)下的巖石縱橫波速度，根據(jù)彈性波理論來(lái)計(jì)算巖石的物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)而獲得巖芯破壞的全周期過(guò)程。但是，目前已有的巖芯波速測(cè)試方法，大多是在巖芯不受力下完成的，無(wú)法模擬出巖石儲(chǔ)層的高地應(yīng)力環(huán)境，更無(wú)法采集巖石發(fā)生壓裂破壞時(shí)波速的變化響應(yīng)特征，所以靜態(tài)下的波速測(cè)試對(duì)實(shí)際工程施工的幫助較小。

總的來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)巖芯物理力學(xué)測(cè)試手段大多存在以下問(wèn)題：①已有測(cè)試方法多在常壓下進(jìn)行，缺乏對(duì)巖石所處的高地應(yīng)力環(huán)境的考慮；②無(wú)法進(jìn)行多參量測(cè)試，單一的巖石物理力學(xué)參數(shù)的獲取不能從多角度描述巖芯的固有屬性；③常用測(cè)試方法耗時(shí)較長(zhǎng)，耗費(fèi)大量的人力物力，無(wú)法達(dá)到快速測(cè)試的目的。

因此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，研究出一種系統(tǒng)來(lái)解決巖芯在加載狀態(tài)下電阻率及波速快速準(zhǔn)確測(cè)試的問(wèn)題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟須解決的一個(gè)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種加載狀態(tài)下巖芯電阻率及波速的快速測(cè)試系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一方面，本實(shí)用新型提供了一種加載狀態(tài)下巖芯電阻率及波速的快速測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括包括巖芯、電極片組、導(dǎo)線、底座、軸壓加載裝置、電阻率測(cè)試模塊、聲波探頭、探頭連接線、波速測(cè)試模塊、數(shù)據(jù)傳輸線、計(jì)算機(jī)，其中，

巖芯置于底座和軸壓加載裝置之間；

電極片組包括若干個(gè)電極片，若干個(gè)電極片均固定于巖芯的表面且沿巖芯的軸向方向直線排列；每個(gè)電極片分別通過(guò)導(dǎo)線與電阻率測(cè)試模塊連接，電阻率測(cè)試模塊通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接；電極片、導(dǎo)線、電阻率測(cè)試模塊、數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)構(gòu)成電阻率測(cè)試系統(tǒng)；

聲波探頭包括一個(gè)聲波激發(fā)探頭和至少兩個(gè)聲波接收探頭，聲波激發(fā)探頭和聲波接收探頭均固定于巖芯的表面且在巖芯表面呈對(duì)稱位置設(shè)置；聲波激發(fā)探頭和聲波接收探頭分別通過(guò)探頭連接線與波速測(cè)試模塊連接，波速測(cè)試模塊通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接；聲波激發(fā)探頭、聲波接收探頭、探頭連接線、波速測(cè)試模塊、數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)構(gòu)成波速測(cè)試系統(tǒng)。