[发明专利]用于三维渗透率测定的岩样密封结构

说明书

技术领域

本发明是关于一种用于岩样渗透率测定的实验装置，尤其涉及一种用于三维渗透率测定的岩样密封结构。

背景技术

目前常用的渗透率测定方法主要有两种，第一种是一维渗透率测定，这种方法是通过制备好的圆柱体煤样，在其圆柱侧面上加载围压(模拟地应力)，孔隙流体从一个底面注入，从另一个底面流出。这种方法可测定垂直于端面方向的渗透率，其缺点是只实现了一个方向的应力加载，不能真实反映实际地应力是三向应力的地应力状态，而且只能测定垂直于端面的一个方向的渗透率。第二种渗透率测定方法是拟三维(实际为二维)模式，这种测定方法优于一维渗透率测定方法，主要表现在这种方法在圆柱体两个底面方向也加载了一个压力，可以模拟两个方向的地应力作用。但实际地应力是由一个垂向应力、和两个相互垂直的水平应力所构成，上述两种渗透率测定方法都无法模拟这种实际应力状态，所以，现有实验所测得的渗透率值与真实值之间存在一定的偏差。

现有普遍应用于岩石力学实验和土壤实验中的真三轴仪能够模拟三向应力不相等、且三轴产生应变条件下的岩石力学特性，真三轴实验能较好解释自然应力状态下岩石的力学行为。由于其主要目的是测定三向应力状态下岩石的力学性质，即使部分真三轴仪在某一方向上设有排水孔，可以对岩体的排水进行模拟，但排水孔所在面上的密封是采用弹性材料(如：合成树酯等)包裹的方式，不能加载较大的孔隙压力(流入岩样的流体压力)。并且，现有的真三轴仪一般采用三对平行加载板对岩样传递压力，单向流体测试渗透率；首先，加载平板一般为钢板或钢板与柔性囊相结合的方式，为了克服岩样受压时相邻六个面上加载板在岩样变形后相互抵触，而将各应力方向加载板的长度(边长)设计成略小于岩样的长度(边长)，这样会形成一个空白角，从而造成加载过程中岩样棱角处的应力集中，严重影响实验的结果；其次，孔隙压力为单向加载，仅能测定某一轴向的渗透率，不能实现真三维条件下渗透率的测定。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于三维渗透率测定的岩样密封结构，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于三维渗透率测定的岩样密封结构，能够将轴向渗透率测定扩展至真三维渗透率测定；同时，可以减轻岩样边角处应力集中。

本发明的另一目的在于提供一种用于三维渗透率测定的岩样密封结构，可以提高孔隙加载压力。

本发明的目的是这样实现的，一种用于三维渗透率测定的岩样密封结构，所述密封结构包括六个承压密封装置，所述六个承压密封装置分别设置在立方体岩样的六个侧面并由外部加压装置压覆于岩样侧面；所述承压密封装置由承压底座构成，承压底座与岩样接触的底面为正方形，该正方形底面与岩样侧面尺寸相同；所述承压底座轴向设有贯通的流体通道；承压底座的底面四周设有横截面为L形的密封槽，所述密封槽中设有横截面为直角梯形的密封圈，所述直角梯形的斜边与下底边的夹角为45°，所述直角梯形的下底和直角边与L形的密封槽接触，其上底面向岩样设置，所述上底的宽度略大于L形密封槽的宽度。

在本发明的一较佳实施方式中，所述流体通道的出口处设有凹槽，该凹槽中可设置密封块。

在本发明的一较佳实施方式中，所述流体通道可设置多个。

在本发明的一较佳实施方式中，在所述承压底座的底面内，围绕所述流体通道的出口设有另一密封槽，该另一密封槽内设置另一密封圈。

在本发明的一较佳实施方式中，所述承压底座上部为设有外螺纹的圆柱体，该圆柱体上螺旋连接一顶盖；该顶盖对应承压底座的流体通道进口处形成一腔体，腔体向上设有贯通的导管进口；所述腔体的环壁构成承压环，所述承压环的底面与圆柱体顶面构成密封连接面。

在本发明的一较佳实施方式中，所述螺纹连接为内加厚螺纹连接或普通等厚螺纹连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述密封连接面上设有密封圈。

在本发明的一较佳实施方式中，所述顶盖上部压设一承压垫块，所述承压垫块的端面尺寸与顶盖的顶面尺寸相同，所述承压垫块上对应导管进口设有一导管槽。