[發明專利]一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202011021308.6
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN111982786A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 李和平;劉禮宇;周宏斌;林森;李勝斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院地球化學研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

1.一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置，它包括高壓釜(5)，其特征在于：巖石樣品(17)固定在高壓釜(5)內，高壓釜(5)的一端釜塞(15)與第一閥門(3)連接；第一閥門(3)與第二閥門(2)連接；第二閥門(2)連接手動液體加壓泵(1)；高壓釜(5)另一端釜塞(19)與四通閥(6)連接；四通閥(6)一端連接真空泵(8)，另一端連接第二針閥(9)，第二針閥(9)與第三三通閥(11)連接；第三三通閥(11)與第三針閥(12)連接；第三針閥(12)通過減壓閥(13)與氬氣瓶(14)連接。

2.根據權利要求1所述的一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置，其特征在于：釜塞(19)伸入高壓釜(5)的一端連接固定有氟橡膠套(16)，巖石樣品(17)包裹在氟橡膠套(16)內；氟橡膠套(16)通過金屬圓環(18)固定在釜塞(19)上。

3.根據權利要求1所述的一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置，其特征在于：第一閥門(3)連接有第一三通閥，第一三通閥的一端與第二閥門(2)連接，另一端與第一壓力表(4)連接。

4.根據權利要求1所述的一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置，其特征在于：真空泵(8)通過第一針閥(7)與四通閥(6)連接。

5.根據權利要求1所述的一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置，其特征在于：第三三通閥(11)連接有第二壓力表(10)。

6.如權利要求1所述的一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置的測量方法，它包括：

步驟1、加工一系列外徑和高度一樣，含有不同空隙體積的不銹鋼圓柱樣品，空隙度分別為0,1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％；

步驟2、用氟橡膠套包裹住不銹鋼圓柱樣品，固定在釜塞上，并裝好高壓釜；

步驟3、通過手動液體加壓泵給高壓釜加壓，至1兆帕，作為高壓釜的圍壓；

步驟4、關閉第二針閥(9)，在標準腔通入180kpa±0.03KPa的氬氣；

步驟5、給樣品腔抽真空讓樣品腔壓力小于1KPa；

步驟6、打開第二針閥(9)，連通標準腔和樣品腔，記錄第二壓力表(10)的讀數；

步驟7、替換不銹鋼圓柱樣品，重復步驟2-6得到不同空隙體積對應不同壓力下降量擬合一條二次函數曲線，得到擬合公式p＝-2*10^-5*V²+0.0343*V+69.55；p為壓力下降量；V為空隙體積；

步驟8、對巖石樣品的空隙度進行測量：將巖石樣品放入氟橡膠套內，重復步驟2-6的測量步驟，記錄標準腔里的壓力下降量，將記錄的壓力下降量代入擬合公式中，即可求出巖石樣品的空隙體積，并得到空隙度。

7.根據權利要求6所述的一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置的測量方法，其特征在于：所述標準腔指的是第二針閥(9)至第二閥門(12)之間的空隙。

8.根據權利要求6所述的一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置的測量方法，其特征在于：所述樣品腔指的是第一針閥(7)、第二針閥(9)和高壓釜內樣品之間的空隙。

9.根據權利要求6所述的一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置的測量方法，其特征在于：它還包括：用含有不同空隙體積的紫銅圓柱樣品，重復步驟2-6，將得到的氣體壓力下降量帶入擬合公式中，得到一個測量的空隙體積與樣品的實際空隙體積對比以驗證擬合公式的準確性。

10.根據權利要求6所述的一種高靜水壓力下的巖石空隙度的測量裝置的測量方法，其特征在于：所述空隙度的計算方法為：給高壓釜加不同圍壓，求出不同圍壓下巖石的空隙體積，進而得出不同靜水壓力下巖石的空隙度。