專利名稱：巖石滲透性測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及建筑工程儀器設(shè)備，特別涉及建筑材料滲透測(cè)試裝置，具體是一 種巖石滲透性測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
滲透性是孔隙和裂隙介質(zhì)的一種重要性質(zhì)。巖石滲透系數(shù)分布的范圍超過(guò)10個(gè) 數(shù)量級(jí)。一般說(shuō)來(lái)，石油工程和水文地質(zhì)領(lǐng)域關(guān)注具有較高滲透系數(shù)的含水層和貯油巖石； 而地震和結(jié)構(gòu)地質(zhì)研究領(lǐng)域關(guān)注的是具有較低滲透系數(shù)的非沉積巖石。本專利主要說(shuō)明的 是流體在巖石中滲透能力的一種測(cè)試方法。巖石作為一種低滲透性的介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)試 的方法有恒流泵法、壓力震蕩法和瞬態(tài)壓力脈沖法等，瞬態(tài)壓力脈沖法是通過(guò)測(cè)量試樣兩 端壓力容器的壓強(qiáng)變化來(lái)獲得滲透率，這種方法已經(jīng)成為測(cè)試低滲透介質(zhì)滲透特性的重要 試驗(yàn)方法?，F(xiàn)有的瞬態(tài)壓力脈沖巖石滲透性測(cè)試裝置其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種巖石滲透性測(cè)試裝置，所述的這種巖石滲透性測(cè) 試裝置要解決現(xiàn)有技術(shù)中巖石測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的包括土工三軸儀，該巖石滲透性 測(cè)試裝置還包括壓力容腔、加壓帽、透水石、上游水管、下游水管、上游壓力表、下游壓力傳 感器和水閥，壓力容腔呈圓筒狀，測(cè)試的巖石試樣設(shè)于壓力容腔中部，測(cè)試的巖石試樣外側(cè) 套設(shè)有橡皮膜，該試樣上端設(shè)有上透水石，試樣下端設(shè)有下透水石，上透水石和下透水石位 于壓力容腔內(nèi)，上透水石上端設(shè)有加壓帽，加壓帽上端與土工三軸儀的壓桿相接觸，上游水 管穿過(guò)加壓帽與上透水石上端面接觸，下游水管前端與下透水石相接觸，與上游水管相連 通設(shè)有上游壓力表，與下游水管相連通設(shè)有下游壓力傳感器，該上游壓力表是數(shù)字壓力表， 上游壓力表與一個(gè)控制器相連接，控制器與下游壓力傳感器相連接，上游水管上設(shè)有水閥。土工三軸儀的法蘭盤(pán)與其底座之間設(shè)有密封圈。本實(shí)用新型和已有技術(shù)相比，其效果是積極和明顯的。本巖石滲透性測(cè)試裝置，結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，只需對(duì)普通土工三軸試驗(yàn)機(jī)稍作變動(dòng)，設(shè)置壓力容腔、透水石和橡皮膜，由于巖石 滲透性小，因此采用計(jì)算機(jī)控制，提高下游水壓力檢測(cè)精度，以實(shí)現(xiàn)用瞬態(tài)壓力脈沖法來(lái)測(cè) 試部分巖石的滲透特性，使用方便，成本低，便于普通用途的巖石滲透特性測(cè)試。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，在本實(shí)施例中，包括土工三軸儀1，該巖石滲透性測(cè)試裝置還包括壓力容腔2、加壓帽3、透水石、上游水管6、下游水管7、上游壓力表8、下游壓力傳感器9和水 閥10，壓力容腔2呈圓筒狀，測(cè)試的巖石試樣11設(shè)于壓力容腔2中部，測(cè)試的巖石試樣外側(cè) 套設(shè)有橡皮膜，該試樣11上端設(shè)有上透水石4，試樣下端設(shè)有下透水石5，上透水石4和下 透水石5位于壓力容腔2內(nèi)，上透水石4上端設(shè)有加壓帽3，加壓帽3上端與土工三軸儀的 壓桿12相接觸，上游水管6穿過(guò)加壓帽3與上透水石4上端面接觸，下游水管7前端與下 透水石5相接觸，與上游水管6相連通設(shè)有上游壓力表8，與下游水管7相連通設(shè)有下游壓 力傳感器9，該上游壓力表8是數(shù)字壓力表，上游壓力表8與一個(gè)控制器13相連接，控制器 13與下游壓力傳感器9相連接，上游水管6上設(shè)有水閥10。土工三軸儀的法蘭盤(pán)14與其 底座15之間設(shè)有密封圈。控制器13獲取上游壓力水表和下游壓力傳感器的實(shí)測(cè)值，運(yùn)行 其內(nèi)固化的程序加以分析?？刂破骺梢圆捎脝纹瑱C(jī)、PLC(可編程控制器)等具有數(shù)值處理能力的器件。采用本實(shí)用新型測(cè)試巖石滲透特性的方法，其包括巖石試樣的制備、巖石試樣的 安裝、相關(guān)參數(shù)的測(cè)試和滲透系數(shù)的計(jì)算四個(gè)步驟(1)巖石試樣的制備選定需要研究的對(duì)象，采取需要測(cè)試的巖石，經(jīng)過(guò)鉆切磨工 序，制成圓柱狀試樣，其尺寸一般為Φ39. IX80 (mm)和Φ61. 8X 125 (mm)，如果巖石較致 密，試樣的高度可適當(dāng)減小。(2)巖石試樣的安裝取已經(jīng)制好的試樣，用承膜筒把橡皮膜套在試樣外，把試樣 安裝在相應(yīng)尺寸的壓力室內(nèi)，試樣上下裝上合適尺寸的透水石，上部安裝和反壓水管相連 的加壓帽。把壓力室裝在三軸儀上，下部放置好密封圈密封止水，保證法蘭盤(pán)底部和底座連 接緊密。上部壓桿和加壓帽緊密接觸。(3)相關(guān)參數(shù)的測(cè)試在滲透試樣進(jìn)行前，先通過(guò)相關(guān)技術(shù)手冊(cè)查得試驗(yàn)的水的 粘滯系數(shù)、流體的壓縮系數(shù)、礦物基質(zhì)的壓縮系數(shù)，試驗(yàn)測(cè)試試樣的孔隙度和有效壓縮系 數(shù)。試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)測(cè)試的參數(shù)包括試樣的截面積和長(zhǎng)度，上下游壓力隨時(shí)間變化的曲線。試 樣的截面積和長(zhǎng)度在制樣時(shí)就已經(jīng)確定，試樣前用游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度和直徑就可確定。 試驗(yàn)時(shí)先用反壓提供一壓力作為上游壓力，用測(cè)試孔隙水壓力的傳感器測(cè)試穩(wěn)定后的壓力 作為下游壓力；然后提高反壓壓力，到預(yù)定壓力后關(guān)閉反壓注水閥，觀測(cè)記錄上游壓力(反 壓壓力表)和下游壓力(孔隙水壓力傳感器)隨時(shí)間的變化關(guān)系。(4)滲透系數(shù)的計(jì)算已知材料和流體的性質(zhì)常數(shù)，根據(jù)試樣上、下游壓力隨著時(shí) 間變化的實(shí)測(cè)結(jié)果P(0，t)=Pd(t) t ^ 0p(l，t)=Pu(t) t ^ 0由下式反算出滲透系數(shù)
權(quán)利要求一種巖石滲透性測(cè)試裝置，包括土工三軸儀，其特征在于該巖石滲透性測(cè)試裝置還包括壓力容腔、加壓帽、透水石、上游水管、下游水管、上游壓力表、下游壓力傳感器和水閥，壓力容腔呈圓筒狀，測(cè)試的巖石試樣設(shè)于壓力容腔中部，測(cè)試的巖石試樣外側(cè)套設(shè)有橡皮膜，該試樣上端設(shè)有上透水石，試樣下端設(shè)有下透水石，上透水石和下透水石位于壓力容腔內(nèi)，上透水石上端設(shè)有加壓帽，加壓帽上端與土工三軸儀的壓桿相接觸，上游水管穿過(guò)加壓帽與上透水石上端面接觸，下游水管前端與下透水石相接觸，與上游水管相連通設(shè)有上游壓力表，與下游水管相連通設(shè)有下游壓力傳感器，該上游壓力表是數(shù)字壓力表，上游壓力表與一個(gè)控制器相連接，控制器與下游壓力傳感器相連接，上游水管上設(shè)有水閥。
2.如權(quán)利要求1所述的巖石滲透性測(cè)試裝置，其特征在于土工三軸儀的法蘭盤(pán)與其 底座之間設(shè)有密封圈。
專利摘要一種巖石滲透性測(cè)試裝置，包括土工三軸儀，還包括壓力容腔、加壓帽、透水石、上游水管、下游水管、上游壓力表、下游壓力傳感器和水閥，壓力容腔呈圓筒狀，測(cè)試的巖石試樣設(shè)于壓力容腔中部，測(cè)試的巖石試樣外側(cè)套設(shè)有橡皮膜，上透水石和下透水石位于壓力容腔內(nèi)，上透水石上端設(shè)有加壓帽，加壓帽上端與土工三軸儀的壓桿相接觸，上游水管與上透水石上端面接觸，下游水管前端與下透水石相接觸。本巖石滲透性測(cè)試裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需對(duì)普通土工三軸試驗(yàn)機(jī)稍作變動(dòng)，設(shè)置壓力容腔、透水石和橡皮膜，可實(shí)現(xiàn)用瞬態(tài)壓力脈沖法來(lái)測(cè)試部分巖石的滲透特性，使用方便，成本低，便于普通用途的巖石滲透特性測(cè)試。
文檔編號(hào)G01N15/08GK201716255SQ20102025744
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者李曉芬, 祝彥知, 胡江春 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院