[發(fā)明專利]滲流模擬裝置、真三軸巖石滲透率實(shí)時(shí)測定系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011465862.3
• 申請日: 2020-12-13
• 公開（公告）號: CN112504938B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡大偉;楊福見;董文豹;余志鵬;周輝;張傳慶;盧景景;徐福通;馬嘯;馬東東;李睿鑫;程志曜;趙藝偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N3/02;G01N3/18;G01N1/28
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 江慧

1.一種滲流模擬裝置，其特征在于，適用于真實(shí)三軸應(yīng)力狀態(tài)下、溫度高于200℃條件下的巖石滲流模擬，包括：

巖石試樣，所述巖石試樣的一個(gè)端面的兩對角上沿豎直方向預(yù)埋有兩個(gè)盲孔；所述盲孔包括滲流入孔和滲流出孔；所述滲流入孔的盲端和所述滲流出孔的盲端通過所述試樣內(nèi)部的滲流通道相連通；

模擬套管，設(shè)置于所述盲孔內(nèi)；所述模擬套管包括滲流管道和平臺件，所述平臺件套接在所述滲流管道的外周，且所述平臺件的外形與對應(yīng)所述盲孔的外形相匹配，所述模擬套管采用耐高溫的金屬材料一體制成；

密封膠，用于填充于所述平臺件上表面所述滲流管道和所述盲孔外周所形成的空腔內(nèi)；

混凝土，用于覆蓋在所述巖石試樣的外表面，所述滲流管道的一端伸出所述混凝土外表面，用于連接外部滲流試驗(yàn)機(jī)，所述密封膠為耐高溫＞1200℃的密封膠；所述混凝土為強(qiáng)度＞200MPa的超高強(qiáng)混凝土；

所述盲孔的形狀為倒圓臺形，所述平臺件為倒圓臺形；所述滲流管道包括第一端和第二端；所述滲流管道的第一端靠近所述盲孔的盲端，所述平臺件套接在所述滲流管道靠近所述第一端的外周；所述滲流管道的第二端伸出所述混凝土外表面，用于連接外部滲流試驗(yàn)機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲流模擬裝置，其特征在于，所述巖石試樣的力學(xué)特征適應(yīng)于所模擬的巖層，所述力學(xué)特征包括強(qiáng)度和變形應(yīng)力特征。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲流模擬裝置，其特征在于，所述試樣為立方體或長方體形狀。

4.一種真三軸巖石滲透率實(shí)時(shí)測定系統(tǒng)，其特征在于，包括：

高溫高壓巖石真三軸試驗(yàn)機(jī)；

如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的滲流模擬裝置；在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，所述滲流模擬裝置設(shè)置于所述高溫高壓巖石真三軸試驗(yàn)機(jī)內(nèi)，所述高溫高壓巖石真三軸試驗(yàn)機(jī)用于向所述滲流模擬裝置施加三向應(yīng)力和調(diào)整溫度；

外部滲流試驗(yàn)機(jī)，與所述滲流模擬裝置的模擬套管連接，用于向所述模擬套管泵入滲流液。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種真三軸巖石滲透率實(shí)時(shí)測定系統(tǒng)，其特征在于，所述外部滲流試驗(yàn)機(jī)通過外部滲流管路與所述滲流模擬裝置的模擬套管的一端相連接。

6.一種如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的滲流模擬裝置的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

選定巖石試樣，在所述巖石試樣沿豎直方向開設(shè)2個(gè)盲孔，分別用于模擬滲流入孔和滲流出孔；

將2個(gè)模擬套管分別設(shè)置于所述2個(gè)盲孔內(nèi)，每個(gè)所述模擬套管均包括滲流管道和平臺件，所述平臺件套接在所述滲流管道的外周，且所述平臺件的外形與對應(yīng)所述盲孔的外形相匹配；

將密封膠填充于所述平臺件上表面所述滲流管道和所述盲孔外周所形成的空腔內(nèi)；

在所述巖石試樣的外表面覆蓋一層混凝土，獲得所述滲流模擬裝置。

7.一種真三軸巖石滲透率實(shí)時(shí)測定方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求4-5中任一項(xiàng)所述的真三軸巖石滲透率實(shí)時(shí)測定系統(tǒng)中，所述方法包括：

利用所述高溫高壓巖石真三軸試驗(yàn)機(jī)向所述滲流模擬裝置施加三向應(yīng)力，并實(shí)時(shí)調(diào)整巖石試樣的溫度和應(yīng)力狀態(tài)；

將所述模擬套管伸出所述巖石試樣表面的一端與所述外部滲流試驗(yàn)機(jī)相連接，控制所述外部滲流試驗(yàn)機(jī)向所述模擬套管內(nèi)泵入預(yù)設(shè)滲流液，獲得所述巖石試樣的滲流入孔和滲流出孔之間的壓力差隨時(shí)間的變化關(guān)系；

根據(jù)所述滲流入孔和滲流出孔之間的壓力差隨時(shí)間的變化關(guān)系，獲得巖石滲透率。