[發明專利]一種多孔介質滲透率的測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 202010515608.3
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111504883A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 譚思聰;王濤;郭聰;姜玉雁
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種多孔介質滲透率的測量裝置，包括：

計量驅動單元(1)，用于驅動液體流動并測量液體流量；

樣本測量單元(2)，包括多孔介質安裝框架(21)、可視窗(22)、流體入口(23)、流體出口(24)、壓力檢測裝置以及腔體(25)，其中，多孔介質設于所述多孔介質安裝框架(21)的內底面，可視窗(22)密封所述多孔介質安裝框架(21)的開口并與所述多孔介質形成腔體(25)，壓力檢測裝置貫通所述多孔介質安裝框架(21)的底面并與所述多孔介質接觸，流體入口(23)與所述計量驅動單元連接用于使液體流入，流體出口(24)用于使液體流出；

壓力控制單元(5)，用于控制所述腔體(25)內部的壓力。

2.根據權利要求1所述的測量裝置，所述壓力檢測裝置包括多個壓力傳感器(31,32,33,34,35)，所述多個壓力傳感器(31,32,33,34,35)均勻分布于所述多孔介質安裝框架(21)的底面。

3.根據權利要求1所述的測量裝置，所述計量驅動單元(1)包括計量泵，所述計量泵的精度大于等于0.001ml/min。

4.根據權利要求1所述的測量裝置，所述樣本測量單元(2)與水平面的角度大于0。

5.根據權利要求1所述的測量裝置，所述樣本測量單元(2)還包括接管(26)，所述接管(26)的一端與所述腔體(25)連接，另一端有兩開口，所述壓力控制單元(5)包括供氣瓶(51)、U形管(54)、進氣閥門(52)以及排氣閥門(53)，所述供氣瓶(51)通過一進氣閥門(52)與所述接管(26)的一開口連接，所述U形管(54)的一端與所述接管(26)的另一開口連接且該端開口設有所述排氣閥門(53)。

6.根據權利要求2所述的測量裝置，所述多個壓力傳感器的數量為2～10個。

7.根據權利要求2或6所述的測量裝置，所述壓力傳感器為毛細管或精度小于10Pa的壓力傳感器。

8.根據權利要求1所述的測量裝置，所述計量驅動單元(1)包括氣瓶(101)、儲液箱(102)、閥門(103)以及量筒(7)，其中，氣瓶(101)與儲液箱(102)連接，所述儲液箱(102)通過所述閥門(103)與所述樣本測量單元(2)的流體入口(23)連接，所述量筒(7)用于測量所述流體出口(24)處的體積流量。

9.一種基于上述權利要求1～8任意一項所述的多孔介質滲透率的測量裝置的測量方法，包括：

S1，對所述多孔介質滲透率的測量裝置進行預處理，以排出所述多孔介質滲透率的測量裝置中的空氣；

S2，將所述樣本測量單元(2)傾斜預設角度，并向其輸入液體，等待預設時間以使得到所述多個壓力傳感器達到穩定；

S3，調大所述計量驅動單元(1)的流量以使液體漫過所述多孔介質；

S4，調小所述計量驅動單元(1)的流量以使所述多個壓力傳感器的壓力值相同；

S5，逐漸減小所述計量驅動單元(1)的流量直至所述多個壓力傳感器的壓力值不相同，記錄此時的流量即為臨界流量；

S6，將所述臨界流量代入滲透率公式即得所述多孔介質的滲透率，其中，所述滲透率K公式為：

其中，ρ為所述液體的密度，A為所述多孔介質液體流動方向橫截面積，μ為所述液體的動力粘度，m為所述臨界流量，θ為所述樣本測量單元(2)傾斜角度。

10.根據權利要求9所述的方法，所述步驟S1具體包括：

將所述樣本測量單元(2)水平放置，關閉所述進氣閥門(52)，打開所述排氣閥門(53)，使得液體充滿所述多孔介質、接管(26)以及所述多個壓力傳感器，使得所述多個壓力傳感器的壓力相等。