[发明专利]一种测量低渗透岩石孔隙率的装置及方法

权利要求书

1.一种测量低渗透岩石孔隙率的方法，测量装置包括真空压力容器，真空压力容器的顶部压板和底部压板通过不锈钢棒连接；顶部压板设有水压力表，压力安全阀和两个顶部压板开口，其中一个顶部压板开口连接水箱，另一个顶部压板开口连接真空泵，真空压力容器和真空泵之间设置有真空捕集器，底部压板在中心开口连接压力装置；

压力装置包括压力池和压力源，压力源与压力池之间设有压力安全阀、压力表以及压力调节器，所述压力池内设置有橡胶膜，所述压力池顶部设置有排水管和排气管，所述压力池底部分别连接底部压板和水箱；顶部压板和气缸之间设有橡胶O形圈；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：取下真空压力容器的顶部压板，将烘干的试件称重记为m_A，放入真空压力容器中，关闭顶部压板并使橡胶O形圈处于密封状态，关闭所有阀门；

步骤二：打开阀门V₂、V₄，放入真空弹簧，真空计读数为0.1MPa，并在真空下放置试件24小时；关闭阀门V₂和V₄，打开阀门V₁和V₃，将储存在水箱中的水放入真空压力容器中，并将水淹没到真空压力容器顶部，若水通过阀门V₂进入真空捕集器，表明真空压力容器完全充满水；

步骤三：关闭阀门V₁和V₃，打开阀门V₂和V₄并将试件在真空状态下放置一段时间，直到气泡停止上升；关闭阀门V₂和V₄并关闭真空泵，使真空压力容器中的水淹没顶部，并且没有空气留在容器中；

步骤四：如真空压力容器中残留空气，重复以上步骤三直到真空压力容器完全充满水；

步骤五：打开阀门V₁和V₇，并用水填充压力池，保持V₅和排气管关闭，打开排水管并允许水通过它，使压力池完全充满水，关闭阀V₁和V₇和排水口，使真空压力容器和压力池都充满水，准备施加压力；

步骤六：打开压力调节器并释放2MPa压力，确保压力表读数为2MPa，如果压力超过2MPa，压力安全阀将自动释放额外的压力；打开阀门V₅，橡胶膜开始膨胀，打开水压表阀门；真空计和水压表为2MPa，并保持24小时；系统恢复到大气压力后，关闭压力调节器和阀门V₅，V₆和V₈，敞开排气管，然后打开V₅，V₆和V₈；

步骤七：关闭阀门V₆，并将试件置于真空压力容器中24小时以达到平衡状态，测量试件在空气中和水中的重量，分别记为m_B和m_C，通过渗透到试件中的水的量来确定孔隙率，孔隙率计算公式如下：

式中：P为试件孔隙率，m_A为试件烘干的重量，m_B为试件饱和表面干重，m_C为试件饱和淹没重量。

2.根据权利要求1所述的一种测量低渗透岩石孔隙率的方法，其特征在于，将试件浸没在水中后，真空压力容器在真空中保持3～4小时，以确保在充水操作期间排出所有夹带的气泡。

3.根据权利要求1所述的一种测量低渗透岩石孔隙率的方法，其特征在于，通过控制压力调节器，使得施加压力为2.0MPa，从而确保岩石孔隙的完全饱和。

4.根据权利要求1所述的一种测量低渗透岩石孔隙率的方法，其特征在于，真空压力容器的顶部压板和底部压板通过六个不锈钢棒连接，其中两个不锈钢棒在两端拧有滚花螺母。

5.根据权利要求1所述的一种测量低渗透岩石孔隙率的方法，其特征在于，水箱为10L的塑料水箱。

6.根据权利要求1所述的一种测量低渗透岩石孔隙率的方法，其特征在于，真空泵为旋转式真空泵。

7.根据权利要求1所述的一种测量低渗透岩石孔隙率的方法，其特征在于，真空压力容器由丙烯酸橡胶瓶制成。