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专利号: 2020107026864
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高仿真岩石裂隙渗流试验方法,其特征在于,采用流体供给单元、岩石裂隙渗流试验装置、第一压力传感器、第二压力传感器、流量传感器、第一流体管路和第二流体管路;

岩石裂隙渗流试验装置包括透明盒体、活杆和软膜;所述透明盒体为长方体,透明盒体的左右两端分别设置有流体进口端和流体出口端,透明盒体设置为可拆卸的上盒体和下盒体;

上盒体的顶板设置为上插板,上插板上均匀布置多个插管;下盒体的底板设置为下插板,下插板上均匀布置多个插管;所述插管内设置活杆,插管的末端设置有锁紧件,锁紧件用于限定活杆的位置;活杆位于透明盒体内的一端设置有粘膜件,所述软膜位于透明盒体内;所述粘膜件粘接软膜的外表面,软膜的内表面设置为磨砂面;

方法包括如下步骤:

步骤一、试验装置布置

将流体供给单元经第一流体管路连接透明盒体的流体进口端,将第二流体管路连接透明盒体的流体出口端,在第一流体管路上设置第一压力传感器,在第二流体管路上设置第二压力传感器和流量传感器;

从上插板伸入透明盒体内活杆上的粘膜件均粘接一片软膜的外表面,从下插板伸入透明盒体内活杆上的粘膜件均粘接另一片软膜的外表面;

步骤二、岩石试样断裂面仿真

将岩石试样破裂为两块,将其中一块破裂的岩石试样的断裂面挤压上插板上活杆位于透明盒体外的一端,将其中另一块破裂的岩石试样的断裂面挤压下插板上活杆位于透明盒体外的一端;所有活杆沿着插管移动,一片软膜的内表面呈现一块破裂的岩石试样断裂面的形状,另一片软膜的内表面呈现另一块破裂的岩石试样断裂面的形状,在同一竖直位置使两片软膜保持设定间距,用锁紧件限定活杆当前的位置,将两块破裂的岩石试样移走,密封各插管,一片软膜的边沿与上盒体的内壁密封连接,另一片软膜的边沿与下盒体的内壁密封连接,两片软膜之间形成模拟裂隙空间,流体进口端、流体出口端位于模拟裂隙空间横截面内的位置,将上盒体和下盒体密封连接;

步骤三、数据采集及处理

启动流体供给单元,流体经第一流体管路、流体进口端进入模拟裂隙空间,并从流体出口端、第二流体管路流出;

模拟裂隙空间沿流体流动方向的长度为L;

采集第一压力传感器和第二压力传感器的压力读数之差,记为ΔP;

计算得到流体在模拟裂隙空间沿流体流动方向的压力梯度J,

流量传感器的流量读数,记为Q;

根据非线性渗透定律公式J=AQ+BQ2,多次拟合数据得到线性项系数A和非线性项系数B的变化趋势。

2.根据权利要求1所述的一种高仿真岩石裂隙渗流试验方法,其特征在于:所述流体供给单元包括流体打压泵和流体容器,流体打压泵的进入端经流体供给管路连接流体容器;

步骤一中,流体打压泵的流出端经第一流体管路连接透明盒体的流体进口端。

3.根据权利要求1所述的一种高仿真岩石裂隙渗流试验方法,其特征在于:所述粘膜件包括装配套和粘接片,装配套设置于粘接片上,活杆位于透明盒体内的一端连接装配套,所述粘接片由硅胶材料制成;通过粘接片粘接软膜的外表面;

步骤一中,从上插板伸入透明盒体内活杆上的粘接片均粘接一片软膜的外表面,从下插板伸入透明盒体内活杆上的粘接片均粘接另一片软膜的外表面。

4.根据权利要求1所述的一种高仿真岩石裂隙渗流试验方法,其特征在于:所述锁紧件包括锁紧支承座、锁紧套筒和锁紧螺母;锁紧支承座的中间开设通孔,锁紧套筒的侧壁开设若干个沿锁紧套筒轴向布置的缝隙,锁紧套筒的外表面设置为外螺纹;锁紧螺母螺纹连接于锁紧套筒的外表面后,锁紧套筒收缩;锁紧支承座设置于插管的末端,锁紧支承座上设置锁紧套筒,锁紧套筒内的空腔、锁紧支承座的通孔及插管内的空腔连通;所述活杆依次穿过锁紧套筒内的空腔、锁紧支承座的通孔及插管内的空腔;

步骤二中,将锁紧套筒的外表面螺纹连接锁紧螺母,锁紧套筒收缩,锁紧套筒挤压活杆,以用锁紧件限定活杆当前的位置。

5.根据权利要求1所述的一种高仿真岩石裂隙渗流试验方法,其特征在于:所述插管内填充有橡胶材料,橡胶材料内插入活杆;

步骤二中,活杆沿着插管内的橡胶材料移动,在用锁紧件限定活杆当前的位置之前,橡胶材料先初步限定活杆当前的位置;在用锁紧件限定活杆当前的位置之后,通过插管内的橡胶材料密封各插管。

6.根据权利要求1所述的一种高仿真岩石裂隙渗流试验方法,其特征在于:所述软膜设置为聚氯乙烯薄膜。

7.根据权利要求1所述的一种高仿真岩石裂隙渗流试验方法,其特征在于:所述活杆上设置有刻度尺。

8.根据权利要求1所述的一种高仿真岩石裂隙渗流试验方法,其特征在于:所述流体为水。