[發(fā)明專利]一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010520592.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111638169A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃娜;程遠(yuǎn)方;閆傳梁;韓忠英;田萬(wàn)頃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張凱

1.一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括水槽、平流泵、進(jìn)水板、出水板、導(dǎo)流墊片、密封試驗(yàn)腔、三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件、數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，所述平流泵從水槽內(nèi)吸水送至進(jìn)水板，進(jìn)水板設(shè)置在密封試驗(yàn)腔內(nèi)的側(cè)面，進(jìn)水板上設(shè)置有進(jìn)水孔；所述出水板與進(jìn)水板相對(duì)布置，導(dǎo)流墊片和出水板貼合；所述三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件放置在密封試驗(yàn)腔內(nèi)的進(jìn)水板和導(dǎo)流墊片之間；所述導(dǎo)流墊片上設(shè)置有n²個(gè)柵格，出水板上對(duì)應(yīng)柵格設(shè)置有n²個(gè)出水孔，n為大于2的正整數(shù)；所述出水孔和數(shù)據(jù)采集裝置的燒杯相連，數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理裝置相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述密封試驗(yàn)腔包括上密封板、下密封板、左密封板、右密封板、前密封板和后密封板，密封試驗(yàn)腔的密封板通過(guò)螺母固定；左密封板上設(shè)置有與進(jìn)水孔對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔，右密封板上設(shè)置有與出水孔對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括數(shù)據(jù)采集器、水壓傳感器、燒杯和電子秤，水壓傳感器分別設(shè)置在進(jìn)水孔上游和出水孔的下游；出水孔的水經(jīng)過(guò)導(dǎo)管流至燒杯內(nèi)，燒杯放置在電子秤上；電子秤和水壓傳感器均與數(shù)據(jù)采集器相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)記錄并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集器傳輸?shù)膮?shù)信息，并計(jì)算各個(gè)出水孔的流量，以及出水孔與進(jìn)水孔壓差。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)流墊片為橡膠材料，n²個(gè)柵格劃分三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件為n²個(gè)區(qū)域，其中n大于等于3。

6.一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試的方法，利用權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，步驟包括：

步驟一.制作三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件，并將試件放入密封試驗(yàn)腔內(nèi)，安裝固定水槽、平流泵、進(jìn)水板、出水板、導(dǎo)流墊片、密封試驗(yàn)腔、數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理裝置；

步驟二.打開(kāi)平流泵對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)管路進(jìn)行充水排氣；

步驟三.設(shè)定平流泵的流量，水流經(jīng)過(guò)進(jìn)水孔流入三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件，水流流經(jīng)三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件各個(gè)區(qū)域，進(jìn)入導(dǎo)流墊片的各個(gè)柵格，再經(jīng)過(guò)出水孔流入燒杯；

步驟四.數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理裝置采集并記錄進(jìn)水孔處水壓P_in和各個(gè)出水孔的水壓P_out，以及各個(gè)電子秤對(duì)應(yīng)的出水量t；

步驟五.設(shè)定增量△F，調(diào)整平流泵的流量依次設(shè)定為F_n＝F₁+m×△F，其中F₁為初始流量，m為正整數(shù)，重復(fù)3-4步驟，得到不同壓差△P_n下出水口流量分布圖，壓差與各個(gè)出水口流量的關(guān)系曲線圖，以及壓差與總流量的關(guān)系曲線圖，評(píng)價(jià)三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件的滲流特性。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試的方法，其特征在于，所述三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣制作或3D打印制作，三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件呈長(zhǎng)方體并且尺寸與密封試驗(yàn)腔相適配。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試的方法，其特征在于，所述三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件通過(guò)3D打印制作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖石的裂隙分布制作，或者自定義裂隙的位置、長(zhǎng)度、開(kāi)度、傾向和傾角參數(shù)，設(shè)定每條裂隙中心點(diǎn)位置服從泊松分布，長(zhǎng)度服從冪律分布，開(kāi)度服從截?cái)嗟母咚狗植迹瑑A向、傾角服從Fisher函數(shù)分布。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種巖體三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流分布測(cè)試的方法，其特征在于，所述三維裂隙網(wǎng)絡(luò)試件在沿水流方向?qū)?yīng)的兩個(gè)側(cè)面之間至少存在1條連通的裂隙。