CN112444475A - 模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***，包括底座、万向支架装置、围压室、两套XYZ三维移动装置、进气嘴、空气压缩机、排气嘴和储气瓶，万向支架装置固定安装在底座的中部，围压室安装在万向支架装置上，两套XYZ三维移动装置左右对称固定安装在底座的左侧部和右侧部，进气嘴固定安装在右侧的XYZ三维移动装置上，空气压缩机与进气嘴通过进气管连接，进气管上设置有第一压力表，排气嘴固定安装在左侧的XYZ三维移动装置上，储气瓶与排气嘴通过排气管连接，排气管上设置有第二压力表，围压室的六个侧板上均安装有若干个均匀阵列布置的单向阀。本发明能够模拟岩石常见的裂隙、流动及挤出状态，还能够测试模拟不同状态下岩石的气体渗透率。
Description
技术领域
本发明涉及岩石气体渗透率测试领域，具体的说，涉及一种模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***及其工作方法。
背景技术
在石油开采开发过程中，经常需要对岩石的渗透率进行测量。对于致密岩而言，由于其内部环境复杂且具有复杂多变的结构形态，因此准确模拟实际条件下岩石的真实状态对渗透率测量的准确性至关重要。目前模拟岩石状态的装置主要针对于岩石的受力状态，如常规的三轴仪及真三轴仪装置，而对于岩石常见的裂隙、流动等状态的模拟装置还较少，且往往针对单点进行局部加压，难以模拟岩石的真实状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***及其工作方法，本发明能够模拟岩石常见的裂隙、流动及挤出状态，还能够测试模拟不同状态下岩石的气体渗透率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***，包括底座、万向支架装置、围压室、两套XYZ三维移动装置、进气嘴、空气压缩机、排气嘴和储气瓶，万向支架装置固定安装在底座的中部，围压室为长方体箱体结构，围压室安装在万向支架装置上，以左右方向为X向、前后方向为Y 向、竖向为Z向，两套XYZ三维移动装置左右对称固定安装在底座的左侧部和右侧部，进气嘴固定安装在右侧的XYZ三维移动装置上并垂直朝向围压室的右侧面设置，空气压缩机与进气嘴通过进气管连接，进气管上设置有第一压力表，排气嘴固定安装在左侧的XYZ三维移动装置上并垂直朝向围压室的左侧面设置，储气瓶与排气嘴通过排气管连接，排气管上设置有第二压力表，围压室的六个侧板上均安装有若干个均匀阵列布置的单向阀，进气嘴对应插接在围压室右侧面上的相应一个单向阀，排气嘴对应插接在围压室左侧面上的相应一个单向阀。
围压室的每个侧板均为由钢板和橡胶板组成的双层结构板，钢板位于外侧，橡胶板位于内侧，围压室的每个侧板上均开设有若干个内外通透的安装孔，各个单向阀分别对应密封安装在各个安装孔中，围压室的前侧板通过若干根螺钉可拆卸固定安装在围压室的前侧。
万向支架装置包括两根支撑立柱、固定钢圈和旋转钢圈，两根支撑立柱前后并排分别固定设置在底座的前侧中部和后侧中部，固定钢圈和旋转钢圈所在平面均竖向设置，固定钢圈的中心线沿左右方向水平设置，旋转钢圈的中心线沿前后方向水平设置，固定钢圈固定连接在两根支撑立柱之间的上侧部，旋转钢圈的外径与固定钢圈的内径相等，旋转钢圈设置在固定钢圈内，旋转钢圈的顶部和底部均通过竖直转轴分别转动连接在固定钢圈的顶部和底部，围压室的左侧板中部和右侧板中部均水平转轴分别转动连接在旋转钢圈的左侧象限部和右侧象限部。
右侧的XYZ三维移动装置包括X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构，X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构的结构相同；X向移动机构包括X向支撑座、X向驱动电机、X向丝杠和X向移动滑块，X向支撑座固定设置在底座的右侧部，X向驱动电机固定安装在X向支撑座的右侧中部，X向支撑座的左侧中部固定连接有竖直支板，X向驱动电机传动连接X向丝杠，X向丝杠的左端转动连接在竖直支板上，X向移动滑块的中部螺纹连接在X向丝杠上，X向支撑座的前侧部和后侧部沿左右方向均固定设置有X向导轨；Z向移动机构的Z向支撑座固定连接在X向移动滑块上，Z向支撑座的底部前侧和后侧分别滑动连接在两条X向导轨上，Y向移动机构的Y向支撑座固定连接在Z向移动滑块上；
进气嘴固定安装在右侧的Y向移动滑块上，排气嘴固定安装在左侧的Y向移动滑块上。
安装在围压室右侧板上的单向阀包括阀体、阀芯和压缩弹簧，阀体为右小左大的圆筒体结构，阀体的左右两端均敞口，阀芯为右端敞口的管柱结构，阀芯的左端一体成型有伞形结构的阀帽，阀帽的外径右大左小，阀芯的外圆与阀体的右侧部内圆滑动接触，阀帽的右端外圆直径小于阀体的左侧部内圆直径且大于阀体的右侧部内圆直径，阀帽的右端外边缘前侧面与阀体内右侧部和左侧部连接处的台阶面之间压设有套在阀芯上的密封圈，阀芯的左侧部侧壁上沿周向开设有若干个通气孔，压缩弹簧安装在阀体内左侧部，压缩弹簧的右端顶压套在阀帽上，压缩弹簧的左端顶压在阀体内左侧底面上。
模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***的工作方法，具体包括以下步骤：
（1）、将致密岩石试样装入围压室内；
（2）、调节围压室的位置，使围压室的一个面与进气嘴垂直，围压室相对应的另一面与排气嘴垂直，满足试验要求的致密岩石待局部加压的一面与进气嘴垂直；
（3）、调节进气嘴和排气嘴的空间位置，使进气嘴与围压室右侧面上的一个单向阀对应插接，排气嘴与围压室左侧面上的一个单向阀对应插接；
（4）、启动空气压缩机，进气嘴向围压室内充气，气流对致密岩石的局部进行冲击加压，气体再通过排气嘴排出围压室后进入储气瓶中，第一压力表测得进气管的压力，第二压力表测得排气管的压力，根据第一压力表和第二压力表的读值计算致密岩石的气体渗透率。
步骤（1）具体为：拧下各根螺钉，将围压室的前侧板拆掉，打开围压室，将致密岩石试样装入围压室中，然后，再使用各个螺钉将围压室的前侧板固定安装在围压室的前侧。
步骤（2）具体为：转动旋转钢圈和围压室，一个面与进气嘴垂直，围压室相对应的另一面与排气嘴垂直，满足试验要求的致密岩石待局部加压的一面与进气嘴垂直。
步骤（3）具体为：调节右侧的XYZ三维移动装置中Y向移动滑块的空间位置，进而调节进气嘴的空间位置，使进气嘴对应插接在围压室右侧面上的一个单向阀的右端口中，进气嘴顶压该单向阀的阀芯，使阀芯向左顶入阀体内左侧部，阀芯上的各个通气孔位于阀体内左侧部，使阀体的左端口和右端口连通形成气路通道，同理，调节左侧的XYZ三维移动装置中Y向移动滑块的空间位置，进而调节排气嘴的空间位置，使排气嘴对应插接在围压室左侧面上的一个单向阀的左端口中，排气嘴顶压该单向阀的阀芯，使阀芯向右顶入阀体内右侧部，阀芯上的各个通气孔位于阀体内右侧部，使阀体的左端口和右端口连通形成气路通道。
步骤（4）具体为：启动空气压缩机，空气压缩机将空气通过进气管压入进气嘴，压缩空气从进气嘴的喷口流入与进气嘴对接的单向阀阀体中，压缩空气经该单向阀喷入围压室内，对致密岩石试样的局部进行冲击加压，压缩空气在围压室内向致密岩石中渗透，压缩空气经致密岩石渗透后从左侧与排气嘴对接的单向阀排出围压室，压缩空气再通过排气管进入储气瓶中，第一压力表测得进气管的压力，第二压力表测得排气管的压力，根据第一压力表和第二压力表的读值计算致密岩石试样的气体渗透率；
其中，更换不同孔径大小的进气嘴和排气嘴，用于模拟岩石常见的裂隙、流动及挤出状态，调节进气嘴和排气嘴的不同空间位置，实现对致密岩石试样不同部位进行局部加压，测试模拟不同状态下岩石的气体渗透率。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明的围压室安装在万向支架装置上，能够实现任意角度的翻转，从而实现对致密岩石试样各个侧面进行气体加压，围压室的六个侧板上均安装有若干个均匀阵列布置的单向阀，通过进气嘴与某一个单向阀对应插接，排气嘴与另一个单向阀对应插接，实现对致密岩石试样某一侧面的不同部位进行局部加压，通过第一压力表测得进气管的压力，第二压力表测得排气管的压力，根据第一压力表和第二压力表的读值计算致密岩石试样的气体渗透率，其中，更换不同孔径大小的进气嘴和排气嘴，用于模拟岩石常见的裂隙、流动及挤出状态，调节进气嘴和排气嘴的不同空间位置，实现对致密岩石试样不同部位进行局部加压，测试模拟不同状态下岩石的气体渗透率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的左视图。
图3是图2中A-A向剖视图。
图4是本发明去掉围压室、万向支架装置后的前视图。
图5是图4中B-B向剖视图。
图6是本发明的单向阀的结构剖视图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1-图6所示，模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***，包括底座1、万向支架装置、围压室2、两套XYZ三维移动装置、进气嘴3、空气压缩机4、排气嘴5和储气瓶6，万向支架装置固定安装在底座1的中部，围压室2为长方体箱体结构，围压室2安装在万向支架装置上，以左右方向为X向、前后方向为Y 向、竖向为Z向，两套XYZ三维移动装置左右对称固定安装在底座1的左侧部和右侧部，进气嘴3固定安装在右侧的XYZ三维移动装置上并垂直朝向围压室2的右侧面设置，空气压缩机4与进气嘴3通过进气管28连接，进气管28上设置有第一压力表，排气嘴5固定安装在左侧的XYZ三维移动装置上并垂直朝向围压室2的左侧面设置，储气瓶6与排气嘴5通过排气管29连接，排气管29上设置有第二压力表，围压室2的六个侧板上均安装有若干个均匀阵列布置的单向阀30，进气嘴3对应插接在围压室2右侧面上的相应一个单向阀30，排气嘴5对应插接在围压室2左侧面上的相应一个单向阀30。
围压室2的每个侧板均为由钢板和橡胶板组成的双层结构板，钢板位于外侧，橡胶板位于内侧，围压室2的每个侧板上均开设有若干个内外通透的安装孔，各个单向阀30分别对应密封安装在各个安装孔中，围压室2的前侧板通过若干根螺钉可拆卸固定安装在围压室2的前侧。
万向支架装置包括两根支撑立柱7、固定钢圈8和旋转钢圈9，两根支撑立柱7前后并排分别固定设置在底座1的前侧中部和后侧中部，固定钢圈8和旋转钢圈9所在平面均竖向设置，固定钢圈8的中心线沿左右方向水平设置，旋转钢圈9的中心线沿前后方向水平设置，固定钢圈8固定连接在两根支撑立柱7之间的上侧部，旋转钢圈9的外径与固定钢圈8的内径相等，旋转钢圈9设置在固定钢圈8内，旋转钢圈9的顶部和底部均通过竖直转轴10分别转动连接在固定钢圈8的顶部和底部，围压室2的左侧板中部和右侧板中部均水平转轴11分别转动连接在旋转钢圈9的左侧象限部和右侧象限部。
右侧的XYZ三维移动装置包括X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构，X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构的结构相同；X向移动机构包括X向支撑座12、X向驱动电机13、X向丝杠14和X向移动滑块15，X向支撑座12固定设置在底座1的右侧部，X向驱动电机13固定安装在X向支撑座12的右侧中部，X向支撑座12的左侧中部固定连接有竖直支板16，X向驱动电机13传动连接X向丝杠14，X向丝杠14的左端转动连接在竖直支板16上，X向移动滑块15的中部螺纹连接在X向丝杠14上，X向支撑座12的前侧部和后侧部沿左右方向均固定设置有X向导轨17；Z向移动机构的Z向支撑座18固定连接在X向移动滑块15上，Z向支撑座18的底部前侧和后侧分别滑动连接在两条X向导轨17上，Y向移动机构的Y向支撑座19固定连接在Z向移动滑块20上；
进气嘴3固定安装在右侧的Y向移动滑块21上，排气嘴5固定安装在左侧的Y向移动滑块21上。
安装在围压室2右侧板上的单向阀30包括阀体22、阀芯23和压缩弹簧24，阀体22为右小左大的圆筒体结构，阀体22的左右两端均敞口，阀芯23为右端敞口的管柱结构，阀芯23的左端一体成型有伞形结构的阀帽25，阀帽25的外径右大左小，阀芯23的外圆与阀体22的右侧部内圆滑动接触，阀帽25的右端外圆直径小于阀体22的左侧部内圆直径且大于阀体22的右侧部内圆直径，阀帽25的右端外边缘前侧面与阀体22内右侧部和左侧部连接处的台阶面之间压设有套在阀芯23上的密封圈26，阀芯23的左侧部侧壁上沿周向开设有若干个通气孔27，压缩弹簧24安装在阀体22内左侧部，压缩弹簧24的右端顶压套在阀帽25上，压缩弹簧24的左端顶压在阀体22内左侧底面上。
对本发明中的单向阀30作进一步解释：阀体22、阀芯23和压缩弹簧24的组装是在加工过程中进行的，单向阀30的整体结构在加工成型后如图6中所示，属于制成品，无需再考虑单向阀30的各个零部件如何组装。
第一压力表和第二压力表在图中未示。
模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***的工作方法，具体包括以下步骤：
（1）、将致密岩石试样装入围压室2内；
（2）、调节围压室2的位置，使围压室2的一个面与进气嘴3垂直，围压室2相对应的另一面与排气嘴5垂直，满足试验要求的致密岩石待局部加压的一面与进气嘴3垂直；
（3）、调节进气嘴3和排气嘴5的空间位置，使进气嘴3与围压室2右侧面上的一个单向阀30对应插接，排气嘴5与围压室2左侧面上的一个单向阀30对应插接；
（4）、启动空气压缩机4，进气嘴3向围压室2内充气，气流对致密岩石的局部进行冲击加压，气体再通过排气嘴5排出围压室2后进入储气瓶6中，第一压力表测得进气管28的压力，第二压力表测得排气管29的压力，根据第一压力表和第二压力表的读值计算致密岩石的气体渗透率。
步骤（1）具体为：拧下各根螺钉，将围压室2的前侧板拆掉，打开围压室2，将致密岩石试样装入围压室2中，然后，再使用各个螺钉将围压室2的前侧板固定安装在围压室2的前侧。
步骤（2）具体为：转动旋转钢圈9和围压室2，一个面与进气嘴3垂直，围压室2相对应的另一面与排气嘴5垂直，满足试验要求的致密岩石待局部加压的一面与进气嘴3垂直。
步骤（3）具体为：调节右侧的XYZ三维移动装置中Y向移动滑块21的空间位置，进而调节进气嘴3的空间位置，使进气嘴3对应插接在围压室2右侧面上的一个单向阀30的右端口中，进气嘴3顶压该单向阀30的阀芯23，使阀芯23向左顶入阀体22内左侧部，阀芯23上的各个通气孔27位于阀体22内左侧部，使阀体22的左端口和右端口连通形成气路通道，同理，调节左侧的XYZ三维移动装置中Y向移动滑块21的空间位置，进而调节排气嘴5的空间位置，使排气嘴5对应插接在围压室2左侧面上的一个单向阀30的左端口中，排气嘴5顶压该单向阀30的阀芯23，使阀芯23向右顶入阀体22内右侧部，阀芯23上的各个通气孔27位于阀体22内右侧部，使阀体22的左端口和右端口连通形成气路通道。
步骤（4）具体为：启动空气压缩机4，空气压缩机4将空气通过进气管28压入进气嘴3，压缩空气从进气嘴3的喷口流入与进气嘴3对接的单向阀30阀体22中，压缩空气经该单向阀30喷入围压室2内，对致密岩石试样的局部进行冲击加压，压缩空气在围压室2内向致密岩石中渗透，压缩空气经致密岩石渗透后从左侧与排气嘴5对接的单向阀30排出围压室2，压缩空气再通过排气管29进入储气瓶6中，第一压力表测得进气管28的压力，第二压力表测得排气管29的压力，根据第一压力表和第二压力表的读值计算致密岩石试样的气体渗透率；
其中，更换不同孔径大小的进气嘴3和排气嘴5，用于模拟岩石常见的裂隙、流动及挤出状态，调节进气嘴3和排气嘴5的不同空间位置，实现对致密岩石试样不同部位进行局部加压，测试模拟不同状态下岩石的气体渗透率。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***，其特征在于：包括底座、万向支架装置、围压室、两套XYZ三维移动装置、进气嘴、空气压缩机、排气嘴和储气瓶，万向支架装置固定安装在底座的中部，围压室为长方体箱体结构，围压室安装在万向支架装置上，以左右方向为X向、前后方向为Y 向、竖向为Z向，两套XYZ三维移动装置左右对称固定安装在底座的左侧部和右侧部，进气嘴固定安装在右侧的XYZ三维移动装置上并垂直朝向围压室的右侧面设置，空气压缩机与进气嘴通过进气管连接，进气管上设置有第一压力表，排气嘴固定安装在左侧的XYZ三维移动装置上并垂直朝向围压室的左侧面设置，储气瓶与排气嘴通过排气管连接，排气管上设置有第二压力表，围压室的六个侧板上均安装有若干个均匀阵列布置的单向阀，进气嘴对应插接在围压室右侧面上的相应一个单向阀，排气嘴对应插接在围压室左侧面上的相应一个单向阀。
2.根据权利要求1所述的模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***，其特征在于：围压室的每个侧板均为由钢板和橡胶板组成的双层结构板，钢板位于外侧，橡胶板位于内侧，围压室的每个侧板上均开设有若干个内外通透的安装孔，各个单向阀分别对应密封安装在各个安装孔中，围压室的前侧板通过若干根螺钉可拆卸固定安装在围压室的前侧。
3.根据权利要求2所述的模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***，其特征在于：万向支架装置包括两根支撑立柱、固定钢圈和旋转钢圈，两根支撑立柱前后并排分别固定设置在底座的前侧中部和后侧中部，固定钢圈和旋转钢圈所在平面均竖向设置，固定钢圈的中心线沿左右方向水平设置，旋转钢圈的中心线沿前后方向水平设置，固定钢圈固定连接在两根支撑立柱之间的上侧部，旋转钢圈的外径与固定钢圈的内径相等，旋转钢圈设置在固定钢圈内，旋转钢圈的顶部和底部均通过竖直转轴分别转动连接在固定钢圈的顶部和底部，围压室的左侧板中部和右侧板中部均水平转轴分别转动连接在旋转钢圈的左侧象限部和右侧象限部。
4.根据权利要求3所述的模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***，其特征在于：右侧的XYZ三维移动装置包括X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构，X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构的结构相同；X向移动机构包括X向支撑座、X向驱动电机、X向丝杠和X向移动滑块，X向支撑座固定设置在底座的右侧部，X向驱动电机固定安装在X向支撑座的右侧中部，X向支撑座的左侧中部固定连接有竖直支板，X向驱动电机传动连接X向丝杠，X向丝杠的左端转动连接在竖直支板上，X向移动滑块的中部螺纹连接在X向丝杠上，X向支撑座的前侧部和后侧部沿左右方向均固定设置有X向导轨；Z向移动机构的Z向支撑座固定连接在X向移动滑块上，Z向支撑座的底部前侧和后侧分别滑动连接在两条X向导轨上，Y向移动机构的Y向支撑座固定连接在Z向移动滑块上；
进气嘴固定安装在右侧的Y向移动滑块上，排气嘴固定安装在左侧的Y向移动滑块上。
5.根据权利要求4所述的模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***，其特征在于：安装在围压室右侧板上的单向阀包括阀体、阀芯和压缩弹簧，阀体为右小左大的圆筒体结构，阀体的左右两端均敞口，阀芯为右端敞口的管柱结构，阀芯的左端一体成型有伞形结构的阀帽，阀帽的外径右大左小，阀芯的外圆与阀体的右侧部内圆滑动接触，阀帽的右端外圆直径小于阀体的左侧部内圆直径且大于阀体的右侧部内圆直径，阀帽的右端外边缘前侧面与阀体内右侧部和左侧部连接处的台阶面之间压设有套在阀芯上的密封圈，阀芯的左侧部侧壁上沿周向开设有若干个通气孔，压缩弹簧安装在阀体内左侧部，压缩弹簧的右端顶压套在阀帽上，压缩弹簧的左端顶压在阀体内左侧底面上。
6.如权利要求5所述的模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***的工作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）、将致密岩石试样装入围压室内；
（2）、调节围压室的位置，使围压室的一个面与进气嘴垂直，围压室相对应的另一面与排气嘴垂直，满足试验要求的致密岩石待局部加压的一面与进气嘴垂直；
（3）、调节进气嘴和排气嘴的空间位置，使进气嘴与围压室右侧面上的一个单向阀对应插接，排气嘴与围压室左侧面上的一个单向阀对应插接；
（4）、启动空气压缩机，进气嘴向围压室内充气，气流对致密岩石的局部进行冲击加压，气体再通过排气嘴排出围压室后进入储气瓶中，第一压力表测得进气管的压力，第二压力表测得排气管的压力，根据第一压力表和第二压力表的读值计算致密岩石的气体渗透率。
7.根据权利要求6所述的模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***的工作方法，其特征在于：步骤（1）具体为：拧下各根螺钉，将围压室的前侧板拆掉，打开围压室，将致密岩石试样装入围压室中，然后，再使用各个螺钉将围压室的前侧板固定安装在围压室的前侧。
8.根据权利要求7所述的模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***的工作方法，其特征在于：步骤（2）具体为：转动旋转钢圈和围压室，一个面与进气嘴垂直，围压室相对应的另一面与排气嘴垂直，满足试验要求的致密岩石待局部加压的一面与进气嘴垂直。
9.根据权利要求8所述的模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***的工作方法，其特征在于：步骤（3）具体为：调节右侧的XYZ三维移动装置中Y向移动滑块的空间位置，进而调节进气嘴的空间位置，使进气嘴对应插接在围压室右侧面上的一个单向阀的右端口中，进气嘴顶压该单向阀的阀芯，使阀芯向左顶入阀体内左侧部，阀芯上的各个通气孔位于阀体内左侧部，使阀体的左端口和右端口连通形成气路通道，同理，调节左侧的XYZ三维移动装置中Y向移动滑块的空间位置，进而调节排气嘴的空间位置，使排气嘴对应插接在围压室左侧面上的一个单向阀的左端口中，排气嘴顶压该单向阀的阀芯，使阀芯向右顶入阀体内右侧部，阀芯上的各个通气孔位于阀体内右侧部，使阀体的左端口和右端口连通形成气路通道。
10.根据权利要求9所述的模拟致密岩局部加压气体渗透率测试***的工作方法，其特征在于：步骤（4）具体为：启动空气压缩机，空气压缩机将空气通过进气管压入进气嘴，压缩空气从进气嘴的喷口流入与进气嘴对接的单向阀阀体中，压缩空气经该单向阀喷入围压室内，对致密岩石试样的局部进行冲击加压，压缩空气在围压室内向致密岩石中渗透，压缩空气经致密岩石渗透后从左侧与排气嘴对接的单向阀排出围压室，压缩空气再通过排气管进入储气瓶中，第一压力表测得进气管的压力，第二压力表测得排气管的压力，根据第一压力表和第二压力表的读值计算致密岩石试样的气体渗透率；
其中，更换不同孔径大小的进气嘴和排气嘴，用于模拟岩石常见的裂隙、流动及挤出状态，调节进气嘴和排气嘴的不同空间位置，实现对致密岩石试样不同部位进行局部加压，测试模拟不同状态下岩石的气体渗透率。
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