[发明专利]高温高压条件下岩石导热系数的测量装置

说明书

高温高压条件下岩石导热系数的测量装置；实验仓上部设有法向压力施加装置及法向力荷重传感器；侧面设有围压施加装置和围压传感器；顶部设置有圆柱状吸热装置，其外面设有水循环散热装置两侧设有进出水口；中部的传力柱兼作导热柱；测试试样上下断面用密封圈密封并设有热电偶；油腔一侧设有输油管道、温度控制器、加热器；圆柱状吸热装置的外面设有水循环散热装置；与待测样品之间设有缓冲板；试样上下断面用密封圈密封，试样外面设有样品钢套和橡胶套围成油腔；本测量装置中还设有计算机控制的数据采集装置。本发明可对岩样各向导热系数进行测试，用以研究天然赋存条件下岩石导热系数及其各向异性，且结构科学合理，制造方便，易于操作。

技术领域

本发明涉及一种试验装置，具体涉及一种高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，适用于测量不同温度、不同压力下岩石各向导热系数，特别适合于非均质性的材料。

背景技术

导热特性是岩石的基本性质之一，是岩石导热规律及热环境变化规律的重要研究内容,它在各种与岩石相关的工程热分析中具有重要的作用，如：石油热采过程中数值模拟计算及工程设计中注汽量、注汽速度和最终采收率的影响分析、油井地热注水开采的回灌模拟及可行性分析、评价；高温岩体地热开发中的热破裂分析、水热产出能力分析；对高地温地区围岩温度场及围岩热应力分布预测；冻土工程的冻、融循环分析；岩石导热特性对分析地壳及上地幔的热结构、分析深部岩石的变质作用和热演化历史等地质基础研究具有重要意义等等。因此，研究岩石导热特性具有重要的实践和理论意义。

由于受到仪器设备的限制，关于岩石导热系数及各向异性的研究成果较少，而且往往是在常温、常压力下的。可进行岩石导热系数测量的目前代表的有：中国科学院武汉岩土力学研究所研制的测试岩石导热系数的常规三轴试验装置（专利号CN201520500808.6）、室内岩样导热系数测试装置（专利号CN201410181674.6）测量岩样在三轴实验过程中不同状态下轴向和径向导热系数，并且可以测出岩样温度分布情况，从而提高了试验和测量精度。另外有：华东石油学院北京研究生部等研制的测量小试件岩石导热系数的测定仪（CN87213495）扩大了防护热板法的测试范围，可以测量岩石高导热率材质的导热系数。

但上述导热系数仪器或多或少不能满足存在以下问题：常温条件下，不符合实际条件的要求；无法测量岩石各向导热系数，不能准确描述岩石导热系数各向异性，导致对岩石整体导热性描述不准确；三轴围压施加复杂不易控制；液压控制操作复杂问题；对各种尺寸岩石材料试验的适应性不强；设备的自动化水平不够等。

参考文献：

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发明内容