[发明专利]深地深空深海环境岩石物理力学测试用渗流压头及压力盒

说明书

本发明涉及深地深空深海环境岩石物理力学测试用渗流压头及压力盒，包括密封压头，密封压头的前端有环形密封槽和均匀布置的若干渗透孔，所述若干渗透孔位于环形密封槽内围；密封压头内设有密封流体注入通道和渗流流体通道，密封流体注入通道一端与环形密封槽贯通，所述渗流流体通道一端与若干渗透孔连通。使用过程中，通过渗流流体通道可根据实验需求注入不同温度、压力的流体，流体可通过若干渗透孔均匀流向试样；而通过密封流体注入通道可向环形密封槽注入密封流体，可防止流体从试样边缘流出。本申请的密封压头可将压力均匀传递给试样，也可实现试样表面流体的均匀分布；本申请的渗透压力盒可实现立方体试样的三向密封，可用于三向渗透率测试。

技术领域

本发明涉及岩石力学实验技术领域，尤其涉及深地深空深海环境岩石物理力学测试用渗流压头及压力盒。

背景技术

深地、深海、深空领域赋存着大量的资源、能源，因此目前正逐渐逐渐向深部转移。然而，深部岩石处于极其复杂的渗流场、温度场内。因深部岩石面临着复杂的力学环境使得相关的工程实施面临巨大的考验，所以开展深部岩体物理力学试验具有重大意义。

岩石中气或水的渗透行为测试对工程实践和工业安全具有重要意义。现有的岩石渗透率测试系统往往只能进行渗流行为测试，难以开展应力实验。

此外，现有的岩石渗透率测试系统只能测试某一固定方向（竖直方向）的渗透率，而实际工程储层岩体是三向渗流场，现有岩石渗透率测试系统有待改进。

发明内容

本申请提供一种深地深空深海环境岩石物理力学测试用渗流压头及压力盒，其首要解决现有岩石渗透率测试系统往往只能进行渗流行为测试，难以开展应力实验的问题，其次再解决现有岩石渗透率测试系统难以实现三向渗流测试的问题。

本申请通过下述技术方案实现：

本申请提供的深地深空深海环境岩石物理力学测试用渗流压头，包括密封压头，所述密封压头的前端有环形密封槽和均匀布置的若干渗透孔，所述若干渗透孔位于环形密封槽内围；密封压头内设有密封流体注入通道和渗流流体通道，密封流体注入通道一端与环形密封槽贯通，所述渗流流体通道一端与若干渗透孔连通。使用过程中，通过渗流流体通道可根据实验需求注入不同温度、压力的流体，流体可通过若干渗透孔均匀流向试样；而通过密封流体注入通道可向环形密封槽注入密封流体，可防止流体从试样边缘流出。

可选的，所述密封压头包括压头本体和渗透垫块；所述环形密封槽一体制造于压头本体前端边缘，密封流体注入通道和渗流流体通道设于压头本体内，密封流体注入通道一端与环形密封槽贯通，另一端贯通压头本体外表面；

所述压头本体的前端有一体制造的嵌槽，嵌槽位于所述环形密封槽内围，渗流流体通道一端贯通嵌槽，另一端贯通压头本体外表面；所述渗透垫块装于嵌槽内，所述若干渗透孔设于渗透垫块上，渗透孔前后贯通渗透垫块。

可选的，所述压头本体的前端有一体制造的矩形凸块，矩形凸块位于所述环形密封槽内围，所述嵌槽位于所述矩形凸块前端面。

特别的，所述渗透垫块上从内到外等间隔设有多圈渗透孔，每一圈以渗透垫块中心为圆心同心布置，每一圈沿圆周方向有等间隔布置的多个渗透孔；所述渗透垫块背面有多个圆槽和多个径向直槽，多圈渗透孔分别位于其中一个圆槽上并与对应的圆槽贯通，所述径向直槽贯通多个圆槽，多个径向直槽沿圆周方向等间隔布置；所述渗流流体通道的一端与其中一个圆槽和/或径向直槽正对。

本申请提供的深地深空深海环境岩石物理力学测试用渗流压力盒，包括所述深地深空深海环境岩石物理力学测试用渗流压头，所述密封压头有6个；所述6个密封压头两两位于X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上。

可选的，用至少8个弹性片将所述6个密封压头连接在一起。

可选的，本申请提供的深地深空深海环境岩石物理力学测试用渗流压力盒还包括试样密封夹具，所述试样密封夹具用于固定试样，试样密封夹具的6个方向分别预留有与6个密封压头适配的口。