[实用新型]多相流对岩石抗张强度影响试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩石力学领域，更具体涉及一种测试多相流对岩石抗张强度影响模型试验装置，适用于多相流对岩石抗张强度影响模型试验。

背景技术

岩石中的多相流可改变岩石的相对渗透率，并进一步改变岩石的力学性质，因此，多相流已成为能源开采和埋存、废弃物埋存问题所必须考虑的重要因素。开采页岩气采用水压致裂增产页岩气、二氧化碳地质封存过程中咸水层的多相流对盖层的抗张强度影响、天然气地下储库选择。上述问题的解决一方面需要通过工程实践不断进行探索，另一方面也有赖于多相流对岩石抗张强度影响问题的研究，从而获得理论上的启示和指引。

目前国内广泛使用的水压致裂装置只能测量岩石的抗张强度，除了不能评估多相流对岩石抗张强度影响的缺点外，还不能测量液体在岩石中的突破压。本装置在很大程度上解决了评估多相流对岩石抗张强度的影响问题，而在上部环状内嵌陶土板垫块的设计也可以获得试样的毛管压力曲线。因此针对现有的水压致裂装置的不足，有必要设计一种多相流对岩石抗张强度影响装置。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供了一种测试多相流对岩石抗张强度的影响装置，本装置能准确控制岩石内各相流体孔隙压力，能在一定条件下实现多相流在岩石中运移过程，能用于测试多相流对岩石抗张强度影响模型试验。该装置可以模拟真实地应力情况，可以控制多相流孔隙压力，可以测量岩石中存在多相流情况下的变形，功能集约化程度高，一次试验可以获得多种类型数据，该试样对通过测试多相流对岩石抗张强度的影响装置实现快速获得岩石抗张强度和毛细压力曲线。

为了达到上述的目的，本实用新型采用以下技术措施：

该多相流对岩石抗张强度影响模型试验装置，它由手动葫芦、圆盘小车、加压接头、回压接头、缸盖、缸体、往复式活塞、钟罩、上压板、环状内嵌陶土板垫块、底座、引线螺杆、环状多孔板、恒温水箱等组成。

该装置采用不锈钢制作，大致为长600mm，宽420mm，高1200mm，一种多相流对岩石抗张强度影响试验装置，其连接关系是：缸盖分别与加压接头、缸体相连，加压接头与轴压加载泵连通，缸体与钟罩相连，缸体内设有往复式活塞、回压接头，上压板与环状内嵌陶土板垫块相贴。上压板设有内压卸载转接接头分别与空心圆柱试样内腔、内压卸载螺孔连通。上压板设有孔隙水压加载转接接头分别与环状内嵌陶土板垫块的陶土板、孔隙水压加载螺孔连通。环状内嵌陶土板垫块的陶土板相贴空心圆柱试样的上部。环状内嵌陶土板垫块的陶土板设有陶土板，可以控制空心圆柱试样中气相和液相的最大压力差。上压板设有密封圈。底座与环状多孔板相贴，环状多孔板的导气孔分别与空心圆柱试样下部、孔隙气压加载螺孔连通。钟罩与底座与相连，底座与圆盘小车相连，底座设有密封圈。岩石上面粘贴的电阻应变片与引线螺杆相连，引线螺杆与数据采集仪相连，孔隙气压加载螺孔与气相加载泵相连，孔隙水压加载螺孔与液相加载泵连通，内压加载螺孔分别与与内压加载泵、空心圆柱试样内腔连通，内压加载螺孔分别与空心圆柱试样内腔、内压加载泵连通，围压加载螺孔与围压加载泵相连。圆盘小车上设有手动葫芦。

该装置设有恒温水箱，恒温水箱提供试验恒温条件，温度（该恒温水箱温度控制范围是0～100℃）由恒温水箱控制，恒温水箱提供的温度均匀度小于正负0.5℃，温度波动度小于正负0.5℃。

该装置的轴压加载、围压加载、内压加载、内压卸载均采用同型号泵，加压范围是10-45Mpa。岩石的变形测量，采用电阻应变片测量，灵敏系数是2.00-2.20。该装置的孔隙水压、孔隙气压均采用同型号泵，荷载范围是5Mpa-30Mpa。

岩石在装置中，其温度、含水量、含气量可按现场实际情况控制。空心圆柱试样底部与环状多孔板紧贴，环状多孔板的导气孔与孔隙气压加载螺孔连通，孔隙气压加载螺孔与气相加载泵连通，可以通过气相加载泵调节空心圆柱试样内孔隙气体压力。空心圆柱试样上部与环状内嵌陶土板垫块岩紧贴，环状内嵌陶土板垫块的陶土板与孔隙水压加载转接接头连通，孔隙水压加载转接接头与孔隙水压加载螺孔连通，孔隙水压加载螺孔与液相加载泵相连，可以通过液相加载泵调节空心圆柱试样内孔隙水压力，达到模拟深部岩石多相流的目的。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：