[发明专利]一种软岩电化学改性的渗滤式试验装置及方法

权利要求书

1.一种软岩电化学改性的渗滤式试验装置，其特征在于，包括呈空心圆柱结构的渗滤式溶液室（16）和样品室（9）且二者沿轴向水平设置，样品室（9）的两侧对称设置有渗滤式溶液室（16），渗滤式溶液室（16）远离样品室（9）的一端设置有方板（4），样品室（9）、渗滤式溶液室（16）和方板（4）固定成整体，样品室（9）用于放置岩样（8），渗滤式溶液室（16）由三个相互独立的溶液小室依次排列组合而成，溶液小室包括小室C1（17）、小室C2（18）和小室C3（19），小室C3（19）与样品室（9）接触连接，小室C1（17）与方板（4）接触连接，相邻的溶液小室间设置有纤维素过滤器（6），每个小室顶部均设置有注液口（7），通过注液口（7），小室C1（17）和小室C3（19）腔体内注射有电解液，小室C2（18）腔体内注射有PH缓冲材料，小室C1（17）内均设置有电极片（5），一侧小室C1（17）内的电极片（5）通过导线（15）连接电源（12）、开关（13）、电流表（14）后与另一侧小室C1（17）的电极片（5）连接，两个电极片（5）间还并联有电压表（11），方板（4）、渗滤式溶液室（16）和样品室（9）均为有机玻璃材质，渗滤式溶液室（16）的三个小室间均设置有硅胶垫片（10），硅胶垫片（10）呈环形且设置在纤维过滤器（6）的两侧，小室C1（17）与方板（4）间以及小室C3（19）与样品室（9）间也设置有呈环形的硅胶垫片（10）。

2.根据权利要求1所述的一种软岩电化学改性的渗滤式试验装置，其特征在于，方板（4）的顶部和底部分别对称开有四个螺栓孔，渗滤式溶液室（16）和样品室（9）的两侧轴向端部位置均设置有凸出表面的环形板（20），环形板（20）与螺栓孔相对应的位置设置有圆孔，圆孔和螺栓孔内贯穿有螺纹杆（1），螺纹杆（1）与方板（4）外部利用加宽镀锌垫片（3）和螺帽（2）固定。

3.根据权利要求2中任意一项所述的一种软岩电化学改性的渗滤式试验装置，其特征在于，样品室（9）内表面光滑，且样品室（9）的内径为50mm，长度为100mm、50mm或者25mm中的任意一种。

4.一种基于软岩电化学改性的渗滤式试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.按照试验需求加工岩样（8），将加工好的岩样（8）放入样品室（9）中，保证岩样（8）与样品室（9）内壁紧密接触；

S2.组装渗滤式溶液室（16），即按照相互对称的顺序分别组装小室C1（17）、小室C2（18）和小室C3（19），相邻的小室间均安装纤维素过滤器（6），纤维素过滤器（6）的两侧设置环形硅胶垫片（10）；

S3.将携带有岩样（8）的样品室（9）贯穿设置在螺纹杆（1）上，并在样品室（9）的两侧通过螺纹杆（1）分别连接经步骤S2组装后的渗滤式溶液室（16），其中样品室（9）和小室C3（19）接触连接且二者间设置硅胶垫片（10）；

S4.在螺纹杆（1）的两端连接方板（4），方板（4）与小室C1（17）接触部位设置硅胶垫片（10），并将螺纹杆（1）端部的螺帽（2）拧紧，从而实现对本发明装置的固定；

S5. 将电极片（5）分别置于两侧的小室C1（17）内，一侧小室C1（17）内的电极片（5）通过导线（15）连接电源（12）、开关（13）、电流表（14）后与另一侧小室C1（17）的电极片（5）连接，另外在两个电极片（5）间并联电压表（11）；

S6. 使用注射器通过注液口（7）分别向渗滤式溶液室（16）内注入所需电解液和缓冲材料，其液面需低于注液口（7），使试验过程产生的气体得以顺利排出，避免胀裂实验装置；

S7.按设定方案，可调节电源（12）输出所需电流电压，亦可进行不同电解液种类、浓度、加电时机和加电时间的试验，结合试验前后岩样（8）的力学强度测试结果，给出泥岩电化学改性效果，得出泥岩电化学改性的最佳工艺参数。

5.根据权利要求4所述的一种基于软岩电化学改性的渗滤式试验装置的试验方法，其特征在于，电源（12）输出为直流电，电压0～110V，电流0～3A，有数值显示窗口且连续可调。