[发明专利]一种岩石试样气体渗透率测试装置及测试方法

说明书

本发明属于岩石材料表征技术领域，具体涉及一种岩石试样气体渗透率测试装置及测试方法。该测试装置包括：密封组件、加压组件和抽气组件，密封组件与岩石试样接合，用于岩石试样的密封；加压组件与密封组件接合，用于为岩石试样施加压力；抽气组件与密封组件连接，用于为岩石试样提供负压环境。该测试方法包括：钻取岩石试样的测量孔；组装岩石试样的气体渗透率测试装置；建立岩石试样的气体渗透率测试装置的负压环境；记录岩石试样的测量孔内气体压力恢复过程；计算岩石试样的气体渗透率。本发明的测试装置及测试方法能够有效解决气体渗透率室内试验效率低及操作繁琐的问题。

技术领域

本发明属于岩石材料表征技术领域，具体涉及一种岩石试样气体渗透率测试装置及测试方法。

背景技术

在页岩气开采、地下储气库开发以及放射性废物处置库研发等能源工程领域，硐室围岩材料的气体渗透率是进行开采效率预测、密封性评估和安全性评价必需的核心参数。然而，目前气体渗透率的室内测试方法通常需要使用三轴测试系统施加围压，以实现试验所需的密封条件；同时需要气体加压系统，以便在试样中形成压差。上述试验系统的构成复杂、操作繁琐，并且需要使用三轴油压腔和气瓶等压力容器，安全防护要求高。

因此，研发一种简单高效的岩石试样气体渗透率的测试装置及测试方法，是快速准确评价材料性能的需求，对上述能源工程具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩石试样气体渗透率测试装置及测试方法，能够有效解决气体渗透率室内试验效率低及密封系统复杂的问题。

实现本发明目的的技术方案：一种岩石试样气体渗透率测试装置，所述装置包括：密封组件、加压组件和抽气组件，密封组件与岩石试样接合，用于岩石试样的密封；加压组件与密封组件接合，用于为岩石试样施加压力；抽气组件与密封组件连接，用于为岩石试样提供负压环境。

进一步地，所述密封组件包括上压头和下压头；所述加压组件包括压力机上活塞、压力机下活塞和压力机；所述抽气组件包括真空抽气泵；上压头的下表面与岩石试样的上表面接合，下压头的上表面与岩石试样的下表面接合；压力机连接有压力机上活塞和压力机下活塞，压力机上活塞的下表面与上压头的上表面接合，压力机下活塞的上表面与下压头的下表面接合；真空抽气泵上设置有连接管，连接管的自由端与通气孔的另一端连通。

进一步地，所述密封组件还包括：上密封垫和下密封垫，上密封垫设置于岩石试样的上表面与上压头的下表面之间，下密封垫设置于岩石试样的下表面与下压头的上表面之间。

进一步地，所述抽气组件还包括：压力表和阀门，压力表和阀门依次设置于连接管上，阀门位于压力表与真空抽气泵之间。

进一步地，所述岩石试样中心轴线位置开有测量孔，测量孔贯穿岩石试样的上下表面，上压头开有通气孔，通气孔贯穿上压头的右侧面和下表面，通气孔的一端与测量孔的一端连通。

进一步地，所述上密封垫的中心位置开有中心孔，中心孔与测量孔和通气孔对齐连通。

进一步地，所述上密封垫和下密封垫为橡胶材质。

进一步地，所述上密封垫和下密封垫为圆形。

进一步地，所述上压头和下压头为圆柱形。

进一步地，所述通气孔为L型。

一种岩石试样气体渗透率测试方法，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)、钻取岩石试样的测量孔；

步骤(2)、组装岩石试样的气体渗透率测试装置；

步骤(3)、建立岩石试样的气体渗透率测试装置的负压环境；

步骤(4)、记录岩石试样的测量孔内气体压力恢复过程；

步骤(5)、计算岩石试样的气体渗透率。