[发明专利]一种岩体裂隙多相流驱替试验的可视化监测系统

权利要求书

1.一种岩体裂隙多相流驱替试验的可视化监测系统，其特征在于，包括过流系统、可视化岩体裂隙模型、光学与力学监测系统以及数据采集分析系统；

所述可视化岩体裂隙模型包括岩体裂隙透明复制品，所述岩体裂隙透明复制品包括上下自然闭合的裂隙上部和裂隙下部，所述裂隙上部和裂隙下部之间形成可供流体通过的裂隙腔体；

所述过流系统连接裂隙腔体用于实现裂隙腔体内部的多相流驱替迁移；

所述光学与力学监测系统包括设置于岩体裂隙透明复制品上方用于采集影像数据的相机组件以及设置于岩体裂隙透明复制品外侧用于对岩体裂隙透明复制品施加压力从而控制裂隙腔体的隙宽；

所述数据采集分析系统包括计算机，通过所述计算机记录岩体外力控制装置施加的压力值以及相机组件采集的影像数据，并根据压力值和影像数据对多相流驱替迁移过程进行监测分析。

2.根据权利要求1所述的一种岩体裂隙多相流驱替试验的可视化监测系统，其特征在于，所述可视化岩体裂隙模型还包括设置于裂隙腔体前后两侧用于密封的橡胶垫片；所述裂隙腔体的左右两侧分别设置有进口水槽和出口水槽，所述进口水槽和出口水槽内分别设置有与裂隙腔体连通的长条形流通腔，所述进口水槽和出口水槽与裂隙腔体的连接处通过黏胶或软性橡胶进行密封。

3.根据权利要求2所述的一种岩体裂隙多相流驱替试验的可视化监测系统，其特征在于，所述过流系统包括第一贮液罐、第二贮液罐、蠕动泵、注射泵、三通接头以及三通阀，所述第一贮液罐通过管道连接至蠕动泵的输入端，所述三通接头分别通过管道连接进口水槽的流通腔、蠕动泵的输出端和三通阀的一端，所述三通阀的另外两端分别连接注射泵的输出端和第二贮液罐。

4.根据权利要求3所述的一种岩体裂隙多相流驱替试验的可视化监测系统，其特征在于，所述进口水槽的流通腔上还连接有第一通气阀、数字压力表以及废液回收容器，所述出口水槽的流通腔上还连接有第二通气阀、压力计、尾液回收容器以及温度计。

5.根据权利要求4所述的一种岩体裂隙多相流驱替试验的可视化监测系统，其特征在于，所述第一贮液罐与蠕动泵之间设置有侵入二通阀，所述废液回收容器与进口水槽之间设置有废液二通阀，所述尾液回收容器与出口水槽之间设置有尾液二通阀。

6.根据权利要求1所述的一种岩体裂隙多相流驱替试验的可视化监测系统，其特征在于，所述岩体外力控制装置包括铝型材框架，所述铝型材框架中部设置有承载岩体裂隙透明复制品的承载平台，所述铝型材框架顶部设置有多个用于固定压紧岩体裂隙透明复制品顶部的高强度螺栓，所述高强度螺栓上配置有用于记录高强度螺栓对岩体裂隙透明复制品施加压力的压力传感器。

7.根据权利要求1所述的一种岩体裂隙多相流驱替试验的可视化监测系统，其特征在于，所述相机组件包括CCD相机、三脚架以及LED平板光源，所述三脚架设置于岩体裂隙透明复制品一侧并固定连接CCD相机，所述LED平板光源设置于岩体裂隙透明复制品下方。

8.根据权利要求1所述的一种岩体裂隙多相流驱替试验的可视化监测系统，其特征在于，所述根据压力值和影像数据对多相流驱替迁移过程进行监测分析包括：根据压力值确定裂隙腔体的隙宽，根据影像数据确定裂隙腔体内被驱替相流体的饱和度分布；

其中，所述饱和度分布的获取包括将影像数据中不同时刻的图像，分别利用Matlab软件的imsubtract指令，在两幅图像之间对应像素做减法运算，进一步处理噪点，生成修正后的迁移图像；使用图像处理软件image J对修正后的迁移图像进行饱和度测量计算；所述饱和度测量计算包括使用图像处理软件image J将“.png”格式的图像转换为RGB图像，然后对图像进行阈值调整，测量饱和度。