[实用新型]吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形测定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形测定装置，属于软岩工程等检测技术领域。

背景技术

在油田天然气、页岩气以及煤层气开采等技术领域中，都需要准确测定在气体流动过程中岩石(岩土)的变形特征，以此建立气体在地下储层的流动规律。目前，对于岩石内气体流动的研究主要是基于岩石单一变形规律，未考虑吸水岩石膨胀、蠕变与气体的耦合变形特征。对吸水泥页岩的固气耦合流动岩体动态变形测定实验装置的研制还属空白。该项装置的缺少阻碍了泥页岩内气体流动规律等相关问题的进一步研究，诸如：页岩气的有效开发、软岩吸水动态蠕变规律、泥页岩水力压力方案的制定等方面的研究。尽管现行的理论与数值模拟等手段能够在一定程度上满足当前的需要，但仍无法给予直接的测定与描述。从而影响了该项技术方面的充分描述。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形测定装置，该装置能对吸液泥页岩气体流动岩体-气体流动耦合变形机制进行准确地测定。

本实用新型的具体技术内容如下：

试件设在热缩密封装置内，试件的上方空间被滑动活塞分隔成上腔室和下腔室，热缩密封装置壳体与试件之间形成环形腔体，热缩密封装置与其下方的、设有走气通道的密封操作台连为一体。环形腔体连接由增压装置和中间容器组成的围压加载装置。上腔体连接由增压装置和中间容器组成的上覆压载装置。下腔体连接由增压装置、中间系统和液体过滤装置组成的液体浸入装置。试件连接由变形测定仪、信号转换装置和信号检测仪组成的变形测定系统。试件通过密封操作台内的走气通道连接由高压气瓶、减压控制阀和压力测定仪组成的试件充气装置以及由真空抽吸装置、真空测定仪和真空控制阀组成的试件抽气装置。

围压加载装置通过向环形腔体中注入液体对被测试件施加围压外载。上覆压载装置通过向上腔体泵入液体且驱动滑动活塞对被测试件施加上覆压力。液体浸入装置通过向下腔体泵入液体，且液体通过筛网浸入被测试件中。变形测定装置用于收集并处理被测试件的变形信号。试件充气装置用于向被测试件中充入模拟气体。试件抽气装置用于从被测试件中抽出模拟气体。

吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形测定装置具有以下优点：

能向被测试件进行动态地、连续地施加外载，可连续地浸入液体，能实时测定试件的动态变形并作数据动态转换与分析，能有效实现气体的充入与抽取。本实用新型能实现80MPa大范围控压，检测精度可高达10-4，密封性和抗噪声能力强，结构合理，工艺简单、操作方便，适应能力强，可实现长久持续地测量操作。

附图说明

图1为吸液泥页岩固气耦合岩体动态变形测定装置结构示意图。

图2为变形传感装置在热缩密封装置上的分布排列示意图。

具体实施方式

实施例：

参照图1和2对本实用新型的实施例进一步说明：

本实用新型包括：试件1、热缩密封装置2、环形腔体3、增压装置4、中间容器5、围压加载系统6、压力测定仪7、增压装置8、中间容器9、上覆压载系统10、下腔体11、滑动活塞12、高压管线13、增压装置14、中间容器15、液体过滤装置16、液体浸入系统17、压力测定仪18、上腔体19、变形测定仪20、信号转换装置21、信号检测仪22、变形测定系统23、高压气瓶24、减压控制阀25、压力测定仪26、真空抽吸装置27、真空测定仪28、气体控制阀29、真空控制阀30、回收控制阀31和密封操作台32。

岩体1设在热缩密封装置2内，岩体1的上方空间被滑动活塞12分隔成上腔室19和下腔室11，热缩密封装置2的壳体与岩体1之间形成环形腔体3，热缩密封装置2与其下方的、设有走气通道的密封操作台32连为一体。

用增压装置4和中间容器5组成围压加载装置6，通过高压管线13连接热缩密封装置2内的环形腔体3。试验运行时，由围压加载装置6通过向环形腔体3注入液体，对岩体1施加均匀的横向外载，使岩体1始终处于均匀的受载状态。围压加载装置6可连续恒定地施压，亦可持续动态地施压。

用增压装置8和中间容器9组成上覆加载装置10，通过高压管线13连接上腔体19。试验运行时，由上覆加载装置10通过向上腔体19注入液体驱动滑动活塞12下行，对岩体1施加上覆压力。

用增压装置14、中间容器15和液体过滤装置16组成的液体浸入装置17，通过高压管线13连接下腔体11，通过筛网向岩体1泵入液体且实时控制并记录液体浸入量。在整个实验过程，液体浸入装置17与上覆加载装置10交替运行工作。