[發(fā)明專利]致密巖石滲透性室內(nèi)便捷測(cè)定方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011176912.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN112362551A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 榮冠;陳文夫;譚堯升;王克祥;周天剛;羅貫軍;顏月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國三峽建設(shè)管理有限公司
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 俞琳娟

1.一種致密巖石滲透性室內(nèi)便捷測(cè)定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1.制樣

取待測(cè)巖石加工成內(nèi)部具有空腔、且從空腔邊界任一點(diǎn)到巖樣外表面的最短距離均相等的巖樣，將所述最短距離記為I，所述空腔上部開口、下部不貫穿所述巖樣；

步驟2.裝樣

將所述巖樣架設(shè)在支撐座上，用不透水塞堵塞住所述空腔開口，對(duì)堵塞處進(jìn)行防水密封，所述不透水塞上預(yù)留有一充氣孔作為加壓通道；

步驟3.預(yù)充氣平衡

通過所述充氣孔向所述空腔中進(jìn)行充氣儲(chǔ)氣，通過氣壓監(jiān)測(cè)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣壓變化，達(dá)到預(yù)定壓力值后，充氣完畢；

步驟4.氣體滲透

根據(jù)氣壓監(jiān)測(cè)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的氣壓變化數(shù)據(jù)，采用如下公式進(jìn)行計(jì)算，得到巖樣的滲透率k：

式中，P_u為通過所述氣壓監(jiān)測(cè)傳感器監(jiān)測(cè)到的空腔充氣完成后的初始?jí)毫Γ＝0.8P_u，t為通過所述氣壓監(jiān)測(cè)傳感器監(jiān)測(cè)到的所述空腔內(nèi)部壓力從P_u降低了ΔP所經(jīng)歷的時(shí)間，V_u為所述空腔內(nèi)的容積，μ為流體的動(dòng)力粘滯系數(shù)，C_f為流體的壓縮系數(shù)，A為空腔壁的面積，I為從所述空腔邊界任一點(diǎn)到所述巖樣外表面的最短距離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致密巖石滲透性室內(nèi)便捷測(cè)定方法，其特征在于：

其中，所述巖樣為圓柱體狀或者正方體狀，所述空腔為圓柱體狀，設(shè)圓柱體狀巖樣的外徑或者正方體狀巖樣的邊長為所述空腔的內(nèi)徑為則

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致密巖石滲透性室內(nèi)便捷測(cè)定方法，其特征在于：

其中，I＝50mm～100mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的致密巖石滲透性室內(nèi)便捷測(cè)定方法，其特征在于，還包括：

步驟5.排盡充氣管路中的氣體，使氣壓恢復(fù)至當(dāng)?shù)卮髿鈮海缓笾貜?fù)步驟3至4進(jìn)行平行試驗(yàn)得到多個(gè)滲透率k，再確定最終滲透率。

5.一種致密巖石滲透性室內(nèi)便捷測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，包括：

供氣瓶；

儲(chǔ)氣室，與所述供氣瓶相連通，并設(shè)有排氣口；

支撐座，用于支撐巖樣；

不透水塞，密封塞堵住所述空腔開口，并且所述不透水塞上設(shè)有一充氣孔作為加壓通道；

控制閥，設(shè)置在所述供氣瓶出口；

減壓閥，設(shè)置在所述供氣瓶與所述儲(chǔ)氣室的連通管道上；

送氣管路，將所述不透水塞的充氣孔與所述供氣瓶和所述儲(chǔ)氣室相連通；

氣壓監(jiān)測(cè)傳感器，設(shè)置在所述送氣管路上靠近所述不透水塞的一側(cè)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空腔內(nèi)氣壓變化；

閥門部，包括：設(shè)置在所述供氣瓶與所述儲(chǔ)氣室的連通管道上的第一閥門，設(shè)置在所述儲(chǔ)氣室排氣口處的第二閥門，設(shè)置在所述送氣管路上的第三閥門；

控制部，與所述控制閥、減壓閥、氣壓監(jiān)測(cè)傳感器、閥門部均通信相連，控制它們的運(yùn)行，獲取數(shù)據(jù)，并根據(jù)如下公式計(jì)算得到巖樣的滲透率k：

式中，P_u為通過所述氣壓監(jiān)測(cè)傳感器監(jiān)測(cè)到的所述空腔充氣完成后的初始?jí)毫Γ＝0.8P_u，t為通過所述氣壓監(jiān)測(cè)傳感器監(jiān)測(cè)到的所述空腔內(nèi)部壓力從P_u降低了ΔP所經(jīng)歷的時(shí)間，V_u為所述空腔內(nèi)的容積，μ為流體的動(dòng)力粘滯系數(shù)，C_f為流體的壓縮系數(shù)，A為空腔壁的面積，l為從所述空腔邊界任一點(diǎn)到所述巖樣外表面的最短距離。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的致密巖石滲透性室內(nèi)便捷測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

制樣部，將待測(cè)巖石加工成內(nèi)部具有空腔、且從空腔邊界任一點(diǎn)到巖樣外表面的最短距離均相等的巖樣，將所述最短距離記為l，所述空腔上部開口、下部不貫穿所述巖樣。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的致密巖石滲透性室內(nèi)便捷測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于：

其中，所述巖樣為圓柱體狀或者正方體狀，所述空腔為圓柱體狀，l＝50mm～100mm。