[实用新型]一种水气两相三轴化学渗流实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学渗透实验装置，具体涉及一种水气两相三轴化学渗透实验装置。

背景技术

岩体的物理力学性质和渗透性质受多种因素的影响，如应力、温度、渗流梯度、化学条件等。在实际工程中，这些因素往往相互耦合，相互影响，所以单一分析其中一种因素作用的方法已经越来越不适用。岩体在复杂条件下的物理力学和渗透特性研究是大型水利水电、深部资源开采、油/气能源地下存储、地下空间的利用等领域的大型工程中迫切需要解决的问题。目前，已经有较多人提出了不同的用于三轴应力条件下岩体物理力学性质研究的装置，但综合考虑温度、化学作用以及渗流梯度的三轴试验装置还较为少见。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种水气两相三轴化学渗透实验装置，可以实现不同围压、轴压，不同温度、以及不同湿度和化学离子浓度的条件下，岩石试样的气体渗透试验。改实验装置可用于研究应力-温度-水-化学腐蚀等多种作用下，岩石的气体渗透规律，还可应用于建筑工程、岩土工程、水利工程、石油工程等多个领域。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水气两相三轴化学渗流实验装置，包括岩芯夹持装置、水-化学溶液-气体两相混合系统、围压加载系统、轴压加载系统和温度控制系统；

所述岩芯夹持装置包括壳体和压力柱，所述压力柱设置在壳体内，所述壳体包括左壳体和右壳体，其中，左壳体的直径大于右壳体，所述左壳体内具有用于固定岩样的岩样固定结构；左壳体的内壁和岩样固定结构的外壁形成围压室C1，右壳体的内壁和压力柱的右端面形成轴压室C2，所述右壳体的内壁与压力柱右端密封滑动配合；

所述水-化学溶液-气体两相混合系统包括混合罐C3和连接在其上三条支路；

其中，第一条支路上从远离混合罐C3的方向开始顺次设有控制阀V6和流量计D8，且第一条支路远离混合罐C3的端部连接有气瓶R3；

第二条支路包括一条底端与混合罐C3连通的干路，所述干路的顶端通过三通管连接水瓶R1和化学溶液瓶R2，所述干路上从远离混合罐C3的方向开始顺次设有控制阀V5和流量计D7；

第三条支路上从远离混合罐C3的方向开始顺次设有真空泵P3和控制阀V10；

所述围压加载系统包括围压室C1和围压支路；

所述围压支路的底端与围压室C1连通，围压支路上从远离围压室C1的方向开始顺次设有围压压力泵P1、压力表D1和控制阀V1；

所述混合罐C3和围压室C1通过导管连通，所述导管上设有控制阀V7；

所述轴压加载系统包括轴压室C2、压力柱和轴压支路；

所述轴压支路的底端与轴压室C2连通，轴压支路上从远离轴压室C2的方向开始顺次设有轴压压力泵P2、压力表D2和控制阀V2；

所述压力柱的左端将轴压施加于固定在围压室C1内的岩样；

所述温度控制系统包括恒温水浴箱C4，以及位于恒温水浴箱C4中的温度计和用于给恒温水浴箱C4中的水加热的加热电阻丝；

所述混合罐C3和岩芯夹持装置置于恒温水浴箱C4内，且位于恒温水浴箱C4中水面以下。

作为优化，所述混合罐C3的侧壁上设有压力表D3。

作为优化，所述混合罐C3的侧壁上设有离子浓度表D4。

作为优化，所述混合罐C3的侧壁上设有湿度表D5。

作为优化，所述压力柱为横杆和竖杆构成的“十”字形结构，其中竖杆位于右壳体内，竖杆的右端面与右壳体的内壁形成轴压室C2；

所述竖杆的两端与右壳体内壁密封滑动配合。

作为优化，所述横杆由位于竖杆左侧的左半横杆和位于竖杆右侧的右半横杆组成，所述右半横杆的端部穿过右壳体侧壁伸出右壳体外。

作为优化，还包括气体吸收系统；

所述气体吸收系统包括气体吸收装置R4和气体吸收支路；

所述气体吸收支路的底部与围压室C1连通，气体吸收支路的顶部位于气体吸收装置R4

中吸收液液面以下，所述气体吸收支路上从远离气体吸收装置R4的方向开始顺次设有控制阀V9和流量计D6。

作为优化，所述气体吸收支路的底部穿过所述横杆与围压室C1连通。

作为优化，所述左半横杆的外壁、竖杆的左侧壁和右壳体内壁构成空气室，所述空气室上连通有通气支路，所述通气支路上设有控制阀V8。