[发明专利]一种岩石气体三轴/裸三轴压缩试验装置、系统及方法

说明书

本发明公开了一种岩石气体三轴/裸三轴压缩试验装置、系统及方法，属于岩石力学试验技术领域。该试验装置包括：容器，容器内设置有容腔，用于放置岩心试样，容器的上端分别设置有第一通孔和第二通孔，第一通孔用于穿设为岩心试样加载轴向压力的压头，第二通孔用于向容腔内注入气体，以利用气体对岩心试样施加围压，容器的侧壁下端设置有第三通孔，第三通孔用于连通容腔与三轴室，以实现容腔与三轴室内压力传递及平衡。应用时，将试验装置安装于三轴室内，通过三轴室的进出气口以及连通管给容器充气，能够较准确地模拟高压气体施加于盐穴岩壁的近场围压，实现岩石气体三轴/裸三轴压缩试验。

技术领域

本申请涉及岩石力学试验技术领域，尤其涉及一种岩石气体三轴/裸三轴压缩试验装置、系统及方法。

背景技术

在实际的工程中，无论是盐岩地下储气库，还是盐穴压气蓄能，地下盐穴均充满了高压气体。高压气体作用下，盐穴岩壁的变形情况极大地影响了盐岩地下储气库和盐穴压气蓄能的工程稳定性。因此，对高压气体作用下岩石力学变形及强度特性的模拟尤为重要。然而，现有技术中，还没有针对这种情况的试验设备，无法实现岩石气体三轴/裸三轴压缩试验。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种岩石气体三轴/裸三轴压缩试验装置、系统及方法，能够实现岩石气体三轴/裸三轴压缩试验，较准确地模拟高压气体施加于盐穴岩壁的近场围压。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种岩石气体三轴/裸三轴压缩试验装置，应用于岩石气体三轴/裸三轴压缩试验系统，所述试验系统还包括三轴室。所述试验装置包括：容器，所述容器内设置有容腔，用于放置岩心试样。所述容器的上端分别设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔用于穿设为所述岩心试样加载轴向压力的压头，所述第二通孔用于向所述容腔内注入气体，以通过进入所述容腔的所述气体对所述岩心试样施加围压。所述容器的侧壁下端设置有第三通孔，所述第三通孔用于连通所述容腔与所述三轴室。

进一步地，上述岩石气体三轴/裸三轴压缩试验装置还包括连通管，所述连通管的一端与所述第二通孔密封配合，且与所述容腔连通，所述连通管的另一端用于连接所述三轴室上设置的进出气口。

进一步地，上述岩石气体三轴/裸三轴压缩试验装置还包括第一带孔橡皮塞，所述连通管的一端通过所述第一带孔橡皮塞与所述第二通孔密封配合。

进一步地，上述连通管包括第一连接管和第二连接管。所述第一连接管的一端与所述第二通孔密封配合，所述第一连接管的另一端与所述第二连接管的一端连接。所述第二连接管的另一端用于连接所述三轴室上设置的进出气口。

进一步地，所述第一连接管为U形管，所述U形管的一端与所述第二通孔密封配合，所述U形管的另一端伸出所述容器的盖板的外缘。

进一步地，所述第二连接管为橡胶管。

进一步地，上述岩石气体三轴/裸三轴压缩试验装置还包括上压头，所述上压头的一端用于连接所述岩心试样的顶端，所述上压头的另一端穿过所述第一通孔，用作轴压承载面。

进一步地，上述岩石气体三轴/裸三轴压缩试验装置还包括下压头，所述下压头的一端连接所述容器的底盘，所述下压头的另一端用于连接所述岩心试样的底端。

进一步地，上述容器的盖板、底盘、侧壁分体，所述侧壁呈圆筒状，所述盖板和底盘分别与所述侧壁密封配合。所述第一通孔和所述第二通孔分别设置于所述盖板上，所述第三通孔设置于所述侧壁的底部。

进一步地，上述岩石气体三轴/裸三轴压缩试验装置还包括第一环形密封件和第二环形密封件，所述侧壁的一端通过所述第一环形密封件与所述盖板密封配合，所述侧壁的另一端通过所述第二环形密封件与所述底盘密封配合。