[发明专利]一种测量多尺度岩石渗透率的试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种测量多尺度岩石渗透率的试验装置，其特征是：包括油压系统、压力室、压力室密封系统、支架、测量系统密封胶管和水位测量管，其中，油压系统通过胶皮管与压力室连接，且连接口处设有进水口连接螺栓，压力室下部设有出水口，出水口通过胶皮管连接测量系统密封胶管的一端，测量系统密封胶管的另一端连接水位测量管，水位测量管固定于支架上，压力室密封系统填充于压力室和岩石试样之间的空隙中。

2.如权利要求1所述的一种测量多尺度岩石渗透率的试验装置，其特征是：所述压力室的上部设有进水端帽，进水端帽内侧设有岩芯密封圈。

3.如权利要求1所述的一种测量多尺度岩石渗透率的试验装置，其特征是：所述压力室的主体上端设有密封圈凹槽，中端内部设有灌制硅胶固定圈和割胶模型圈。

4.如权利要求1所述的一种测量多尺度岩石渗透率的试验装置，其特征是：所述压力室密封系统是由硅胶、固化剂与粘结剂按1000:25:1的配比组合而成的。

5.如权利要求1所述的一种测量多尺度岩石渗透率的试验装置，其特征是：所述压力室的下部设有出水端帽，且出水端帽内侧设置有放射性出水凹槽，所述放射性出水凹槽为圆板，圆板上沿径向和环向均匀设有若干个凹槽。

6.如权利要求1所述的一种测量多尺度岩石渗透率的试验装置，其特征是：所述压力室由不锈钢材料制作而成。

7.如权利要求1所述的一种测量多尺度岩石渗透率的试验装置，其特征是：所述进水口连接螺栓与进水端帽由配套螺纹连接；所述出水口连接螺栓与出水端帽由配套螺纹连接。

8.一种采用上述测量多尺度岩石渗透率的试验装置的试验方法，其特征是：具体包括以下步骤：

（1）制备岩石试样，将岩石试样在水中浸泡3天以上至饱和状态，将处于饱和状态的岩石试样在室温下风干试样表面；

（2）放置、固定岩石试样，将试样放置在压力室中，将风干的岩石试样放置于压力室主体中，使用配套的岩芯密封圈将试样固定在压力室主体正中间，使其周围空隙均匀；

（3）灌注硅胶、实现密封：配置硅胶，借助灌制硅胶固定圈向压力室内灌注硅胶；

（4）进行安装、测试，使用配套的割胶模型圈割除试验上部硅胶，拧紧进水端帽并借助黄油和液压油实现密封；分级加压，观测并记录水位测量管的水位数据。

9.如权利要求8所述的一种采用上述测量多尺度岩石渗透率的试验装置的试验方法，其特征是：所述步骤（3）中，具体方法为：配制硅胶，硅胶、固化剂和粘结剂按1000:25:1的比例混合，快速搅拌均匀；试样顶面套上灌制硅胶固定圈，沿着岩石试样上表面的边缘开始灌胶，胶体在重力作用下流入试样与压力室主体周围缝隙，灌入速度必须均匀，否则硅胶会出现气泡，致使试样周围密封不严；灌胶过程中，用橡胶锤轻击压力室主体侧壁，使硅胶均匀密实地填充到试样和压力室主体之间的缝隙；将灌好试样放置24小时，使硅胶凝结到试验所需硬度后进行下一试验步骤。

10.如权利要求8所述的一种采用上述测量多尺度岩石渗透率的试验装置的试验方法，其特征是：所述步骤（4）的具体方法为：

（a）将与压力室配套的割胶模型圈放在硅胶上部，把岩石试样上部的硅胶割除，然后在硅胶表面涂抹用以密封和润滑的黄油与液压油，再拧紧上进水端帽即可；

（b）连接油压系统与压力室，连通电源，打开开关，分级加压，观测数据：根据要求，试验采用变渗透压力的方式测试岩石试样在不同压力下的渗透系数，首先测量500kPa的流量数据，然后给试样缓慢加压到1MPa，待流量稳定后，平行测试三组流量数据；再缓慢施加分别到2MPa及3MPa，分别待流量稳定后，观测水位测量管数值并记录；试验结束后，拆除压力室，将试样取出，清洗压力室。