CN112504938B - 渗流模拟装置、真三轴岩石渗透率实时测定***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种渗流模拟装置、真三轴岩石渗透率实时测定***及方法,所述装置包括:岩石试样,所述岩石试样沿竖直方向预埋有盲孔;所述盲孔包括渗流入孔和渗流出孔;所述渗流入孔的盲端和所述渗流出孔的盲端通过所述试样内部的渗流通道相连通;模拟套管,设置于所述盲孔内;所述模拟套管包括渗流管道和平台件,所述平台件套接在所述渗流管道的外周,且所述平台件的外形与对应所述盲孔的外形相匹配;密封胶,用于填充于所述平台件上表面所述渗流管道和所述盲孔外周所形成的空腔内;混凝土,用于覆盖在所述岩石试样的外表面;利用高温真三轴试验机向所述装置实时调整试样的温度和应力,实现真三轴应力状态和大于200℃下试样实时渗透率的测量。
Description
技术领域
本发明涉及岩石领域渗透率测量方法技术领域,特别涉及一种渗流模拟装置、高温真三轴岩石渗透率实时测定***及方法。
背景技术
岩石渗透率是评价地热、煤层气及油页岩油等非常规能源储层可采性的重要参数和指标,这些非常规地热、油气能源储层埋深较大,面临着三维高地应力、高温等问题。特别地,地热(干热岩)储层埋深可高达3k~10km,温度可高达650℃。根据相关统计,中国地热资源储量高达2.5×1025J,相当于860万亿t标准煤。而且,这些非常规能源储层致密,基质孔隙率和渗透率低,需要各种储层增技术来增加储层的渗透率,以提高产能。因此,测量实时高温、三维高地应力条件下岩石渗透率对评价非常规能源可采性及产能具有重要意义。开展高温、高地应力条件下岩石渗透率测量实验难度较大,核心难题有两点:一是如何保证高温、高地应力条件下岩芯的密封性,而岩芯密的封性决定了渗透率测量的准确性;二是如何施加实际三维不等高地应力状态,模拟真实地下三维不等高地应力状态。
目前,关于高温、高地应力条件下岩石渗透率测量最常用的方法是通过胶质等有机质材料制成密封筒,将岩芯放置在密封筒内,将密封筒放置在上下压头之间,并利用箍环将密封筒与压头密封,在密封筒外通过液压油施加高围压,通过加热液压油来升温。这种方法优点是岩芯受力均匀、温度分布均匀,缺点只能施加假三轴应力,无法还原岩石真实的真三维应力,而且由于密封材料采用胶质等有机材料,最高温度一般低于200℃,且升温速率慢。对比文件1:“CN103364319A”,名称为“高温三轴测定煤或岩石渗透特性的装置”,公开了采用高温密封胶的高温铝箔纸和混合介质盐密封,高温介质盐在温度加载到400℃时会成熔融状态,起到密封、传递压力的效果。但这种密封方法只有温度高于盐的熔点时才会起到密封作用,无法测量连续实时高温下岩石的渗透率,围压传递误差很大,而且也只能施加假三轴应力,无法还原岩石真实的真三维应力。对比文件2:公开号为“CN106442264A”,名称为“一种高温高压渗透率测试装置”公开了采用经历高温淬火的0.3mm厚的铜套进行密封岩芯,铜套韧性较好,可承受500℃的高温。但铜套在高温、高应力时金属套会变形,密封效果不好,同样也只能施加假三轴应力,无法还原岩石真实的真三维应力。对比文件3:公开号为“CN107436279A”,名称为“高温三轴岩石渗透性评价装置”,公开了针对圆柱形试样,在岩芯和岩芯尺寸匹配的多个金属压块之间涂覆高温密封胶,压块挤压后使高温密封胶超细固体封料填满岩芯与金属压块的缝隙,从而起到密封作用。但是存在缺点:对试样尺寸、形状加工精度要求较高,不然不能与金属压块逐渐良好接触,很容易造成岩芯围压施加不均匀,同样地,也只能施加假三轴应力,无法还原岩石真实的真三维应力。
因此,如何开发一种可实时、连续测量高温真三轴状态下岩石渗透率的方法,还原岩石真实的真三维应力,成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明目的是提供一种渗流模拟装置、真三轴岩石渗透率实时测定***及方法,可以实现真三轴应力状态下、温度高于200℃条件下岩石实时渗透率的测量。
为了实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种渗流模拟装置,包括:
岩石试样,所述岩石试样沿竖直方向预埋有盲孔;所述盲孔包括渗流入孔和渗流出孔;所述渗流入孔的盲端和所述渗流出孔的盲端通过所述试样内部的渗流通道相连通;
模拟套管,设置于所述盲孔内;所述模拟套管包括渗流管道和平台件,所述平台件套接在所述渗流管道的外周,且所述平台件的外形与对应所述盲孔的外形相匹配;
密封胶,用于填充于所述平台件上表面所述渗流管道和所述盲孔外周所形成的空腔内;
混凝土,用于覆盖在所述岩石试样的外表面,所述渗流管道的一端伸出所述混凝土外表面,用于连接外部渗流试验机。
进一步地,所述盲孔的形状为倒圆台形,所述平台件为倒圆台形。
进一步地,所述试样的力学特征适应于所模拟的岩层,所述力学特征包括强度、变形应力特征。
进一步地,所述试样为立方体或长方体形状。
进一步地,所述密封胶为耐高温>1200℃的密封胶;所述混凝土为强度>200MPa的超高强混凝土。
进一步地,所述渗流管道包括第一端和第二端;所述渗流管道的第一端靠近所述盲孔的盲端,所述平台件套接在所述渗流管道靠近所述第一端的外周;所述渗流管道的第二端伸出所述混凝土外表面,用于连接外部渗流试验机。
第二方面,本发明还提供了一种真三轴岩石渗透率实时测定***,包括:
高温高压岩石真三轴试验机;
所述的渗流模拟装置;在进行试验时,所述渗流模拟装置设置于所述高温高压岩石真三轴试验机内,所述高温高压岩石真三轴试验机用于向所述渗流模拟装置施加三向应力和调整温度;
外部渗流试验机,与所述渗流模拟装置的模拟套管连接,用于向所述模拟套管泵入渗流液。
进一步地,所述外部渗流试验机通过外部渗流管路与所述渗流模拟装置的模拟套管的一端相连接。
第三方面,本发明还提供了所述的渗流模拟装置的制造方法,包括:
选定岩石试样,在所述岩石试样沿竖直方向开设2个盲孔,分别用于模拟渗流入孔和渗流出孔;
将2个模拟套管分别设置于所述2盲孔内,每个所述模拟套管均包括渗流管道和平台件,所述平台件套接在所述渗流管道的外周,且所述平台件的外形与对应所述盲孔的外形相匹配;
将密封胶填充于所述平台件上表面所述渗流管道和所述盲孔外周所形成的空腔内;
在所述岩石试样的外表面覆盖一层混凝土,获得所述渗流模拟装置。
第四方面,本发明还提供了一种真三轴岩石渗透率实时测定方法,应用于所述的真三轴岩石渗透率实时测定***中,所述方法包括:
利用所述高温高压岩石真三轴试验机向所述渗流模拟装置施加三向应力,并实时调整岩石试样的温度和应力状态;
将所述模拟套管伸出所述岩石试样表面的一端与所述外部渗流试验机相连接;控制所述外部渗流试验机向所述模拟套管内泵入所述预设渗流液,获得所述岩石试样的渗流入孔和渗流出孔之间的压力差随时间的变化关系;
根据所述渗流入孔和渗流出孔之间的压力差随时间的变化关系,获得岩石渗透率。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明提供的一种渗流模拟装置、真三轴岩石渗透率实时测定***及方法,利用所述高温高压岩石真三轴试验机向本发明实施例的渗流模拟装置实时调整岩石试样的温度、应力状态,特别是可施加三向不等应力,真实还原岩石真实的真三维应力,且应力最高可加载至超高强度混凝土抗压强度,且随温度的增加,超高强度混凝土抗压强度逐渐增大;温度加载可完全满足地热、煤层气及油页岩油等非常规能源储层的最高赋存温度650℃的要求;从而可以实现真三轴应力状态下、温度高于200℃条件下岩石实时渗透率的测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种渗流模拟装置的制造方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的一种高温真三轴岩石渗透率实时测定方法的流程图;
图3为本发明实施例1提供的一种渗流模拟装置的结构图;其中,1、岩石试样;2、盲孔;21、渗流入孔;22、渗流出孔;3、渗流通道;4、模拟套管;41、渗流管道;42、平台件;5、密封胶;
图4为本发明实施例1提供的一种渗流模拟装置中盲孔内模拟套管的结构图;
图5为本发明实施例2提供的一种真三轴岩石渗透率实时测定***的部分结构图;6、高温高压岩石真三轴试验机;61、应力加载板;62、加热棒;63、应力加载***;
图6为本发明实施例2提供的一种真三轴岩石渗透率实时测定***的部分结构图;其中,7、外部渗流试验机,71、压力容器A;72、压力容器B;73、压力采集***。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为根据本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
本申请中,选定岩石试样,在所述岩石试样沿竖直方向开设2个盲孔,分别用于模拟渗流入孔和渗流出孔;将2个模拟套管分别设置于所述2盲孔内,每个所述模拟套管均包括渗流管道和平台件,所述平台件套接在所述渗流管道的外周,且所述平台件的外形与对应所述盲孔的外形相匹配;将密封胶填充于所述平台件上表面所述渗流管道和所述盲孔外周所形成的空腔内,获得渗流模拟装置。
在测定时,真三轴岩石渗透率实时测定方法包括:
利用所述高温高压岩石真三轴试验机向所述渗流模拟装置施加三向应力,并实时调整岩石试样的温度和应力状态;
将所述模拟套管伸出所述岩石试样表面的一端与所述外部渗流试验机相连接;控制所述外部渗流试验机向所述模拟套管内泵入所述预设渗流液,获得所述岩石试样的渗流入孔和渗流出孔之间的压力差随时间的变化关系;
根据所述渗流入孔和渗流出孔之间的压力差随时间的变化关系,获得岩石渗透率。
利用所述高温高压岩石真三轴试验机向本发明实施例的渗流模拟装置实时调整岩石试样的温度、应力状态,特别是可施加三向不等应力,真实还原岩石真实的真三维应力,且应力最高可加载至超高强度混凝土抗压强度,且随温度(400℃以内)的增加,超高强度混凝土抗压强度逐渐增大;温度加载可完全满足地热、煤层气及油页岩油等非常规能源储层储层的最高赋存温度650℃的要求;从而可以实现真三轴应力状态下、温度高于200℃条件下岩石实时渗透率的测量。
本申请解决了现有技术中无法真实的反应还原岩石真实的真三维应力可以实现在模拟三向应力条件,通过实时调整岩石试样的温度和应力状态,以还原岩石所处真实底层压力和底层温度,从而测量真实情况下的岩石渗透率。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
根据本发明一种典型的实施方式,提供一种渗流模拟装置,如图3-4所示,包括:
岩石试样1,所述岩石试样1用于设置在高温高压岩石真三轴试验机内;
在具体实施过程中,试样的力学特征适应于所模拟的岩层,力学特征可以包括强度、变形应力特征,力学特征还可以包括材料密度,需要说明的是,不同位置的岩层具有不同的力学特征,试样的力学特征根据需要研究的岩层的力学特征进行选择。需要说明的是,根据试验研究需求,选用具有不同力学特征,并通过高温高压岩石真三轴试验机施加不同的三向应力及相应的温度。所述试样的尺寸任意规格均可,具体实施过程中,所述试样的尺寸规格为300mm×300mm×300mm的立方体(或其它规格的如500mm×500mm×500mm立方体),并保证各端面的平整度。
所述岩石试样1沿竖直方向预埋有盲孔2;所述盲孔2包括渗流入孔21和渗流出孔22;所述渗流入孔21的盲端和所述渗流出孔22的盲端通过所述试样内部的渗流通道3相连通;
具体实施过程中,沿用上述示例,在300mm×300mm的一个端面不同位置(优选在试样两对角开设)开设有盲孔;优选地,所述盲孔的形状为倒圆台形,即所述盲孔的盲端的圆形平面表面积小于所述盲孔的位于试样上表面的一端的圆形平面的表面积。所述倒圆台形盲孔的设计:(1)保证了渗流管道与盲孔之间留有一定的空间,供渗流流体赋存;二是使渗流管道与盲孔紧密贴合,保证灌高温密封胶不进入渗流管道中渗流流体的空间,同时也满足了密封性要求。
需要说明的是:所述试样内部的渗流通道3为试样内部的空隙,无需另外打孔操作,所述渗流入孔21的盲端和所述渗流出孔22的盲端通过所述试样内部的渗流通道3相连通,从而形成一个回路;
模拟套管4,设置于所述盲孔2内;所述模拟套管4包括渗流管道41和平台件42,所述平台件42套接在所述渗流管道4的外周,且所述平台件的外形与对应所述盲孔的外形相匹配;作为可选地,所述渗流管道41包括第一端411和第二端422;所述平台件42套接在所述渗流管道41靠近所述第二端的外周,且所述平台件的外形与对应所述盲孔的外形相匹配;所述模拟套管4中渗流管道41和平台件42可以是组成件,也可以是一体制成的;具体实施过程中,沿用上述示例,所述模拟套管采用耐高温的金属材料一体制成,在中间预制与所述圆台形盲孔相匹配的圆台形的平台件。
密封胶5,用于填充于所述平台件42上表面所述渗流管道41和所述盲孔2外周所形成的空腔内;
具体实施过程中,所述密封胶5为耐高温的密封胶,且耐热温度>1200℃;在一种具体的实施方式中,所述密封胶选用顶鑫DX826耐高温无机胶,所述DX826耐高温无机胶可长期耐温到1200℃;
混凝土(图中未示),用于覆盖在所述岩石试样1的外表面,所述渗流管道的第一端伸出所述混凝土外表面,用于连接外部渗流试验机。
具体实施过程中,所述混凝土为强度>200MPa的超高强混凝土,甚至可高达500MPa以上,而且随温度(400℃以内)的升高超高强度混凝土强度逐渐增大;完全可满足施加三向应力时的抗压要求;超高强度混凝土渗透率低至10-20m2量级,也完全可满足测量渗透率的密封性要求。
上述本申请实施例中的技术方案,至少具有如下的技术效果或优点:
本申请中,渗流模拟装置可以模拟岩石试样天然状态下的渗流状态。
实施例二
本实施例提供了一种真三轴岩石渗透率实时测定***,包括:
高温高压岩石真三轴试验机;在具体实施过程中,所述高温高压岩石真三轴试验机为现有技术常用仪器;如图5所示,所述高温高压岩石真三轴试验机6包括应力加载板61、加热棒62和应力加载***63,其中,应力加载板61采用与试样尺寸匹配的三向刚性金属板加载板;加热棒62位于金属加载板内部,用于给试样升温;加热棒62与外部温度控制***相连接。
所述的渗流模拟装置;在进行试验时,所述渗流模拟装置设置于所述高温高压岩石真三轴试验机内,所述高温高压岩石真三轴试验机用于向所述渗流模拟装置施加三向应力和调整温度;
外部渗流试验机,与所述渗流模拟装置的模拟套管连接,用于向所述模拟套管泵入渗流液。所述外部渗流试验机为现有技术常用仪器;如图6所示,外部渗流试验机7包括压力容器A 71、压力容器B 72和压力采集***73,压力容器A 71、压力容器B 72分别连接在压力采集***73的两端,压力容器A 71、压力容器B 72分别与两个渗流管道的第二端相连接;
上述本申请实施例中的技术方案,至少具有如下的技术效果或优点:
本申请中,利用所述高温高压岩石真三轴试验机向本发明实施例的渗流模拟装置实时调整岩石试样的温度、应力状态,特别是可施加三向不等应力,真实还原岩石真实的真三维应力,且应力最高可加载至超高强度混凝土抗压强度,且随温度的增加,超高强度混凝土抗压强度逐渐增大;温度加载可完全满足地热、煤层气及油页岩油等非常规能源储层储层的最高赋存温度650℃的要求;从而可以实现真三轴应力状态下、温度高于200℃条件下岩石实时渗透率的测量。
实施例三
本实施例提供所述的渗流模拟装置的制造方法,如图1所示,包括:
步骤S101、选定岩石试样1,在所述岩石试样沿竖直方向开设2个盲孔2,分别用于模拟渗流入孔21和渗流出孔22;所述渗流入孔21的盲端和所述渗流出孔22的盲端通过所述试样内部的渗流通道3相连通;
具体实施过程中,所述试样的尺寸规格为300mm×300mm×300mm的立方体(或其它规格的如500mm×500mm×500mm立方体),并保证各端面的平整度。作为一种可选的实施方式,所述盲孔为倒圆台形,上平面的圆形直径为10mm,下平面的圆形直径为5mm,上下平面垂直距离为225mm。在其他实施方式中也可选用其他尺寸;
步骤S102、将2个模拟套管分别设置于所述2盲孔内,每个所述模拟套管4均包括渗流管道41和平台件42,所述平台件42套接在所述渗流管道41的外周,且所述平台件42的外形与对应所述盲孔的外形相匹配;
具体实施过程中,所述模拟套管采用耐高温的金属材料一体制成,在中间预制与所述圆台形盲孔相匹配的圆台形的平台件。
步骤S103、将密封胶5填充于所述平台件上表面所述渗流管道和所述盲孔外周所形成的空腔内;
具体实施过程中,用耐高温的密封胶(顶鑫DX826耐高温无机胶可长期耐温到1200℃)灌满锥型台上表面,直至与岩石试样上表面平齐;
步骤S104、在所述岩石试样1的外表面覆盖一层混凝土6,获得所述渗流模拟装置。
具体实施过程中,灌满耐高温密封胶后,打磨至与试样表面平齐,在岩石试样表面覆盖一层超高强度混凝土,岩石试样上表层覆盖超高强度混凝土后留出渗流管路外接口。超高强度混凝土抗压强度超过200MPa,甚至可高达500MPa以上,而且随温度(400℃以内)的升高超高强度混凝土强度逐渐增大;完全可满足施加三向应力时的抗压要求;超高强度混凝土渗透率低至10-20m2量级,也完全可满足测量渗透率的密封性要求。
实施例四
本实施例提供一种真三轴岩石渗透率实时测定方法,所述方法包括:
步骤S201、利用所述高温高压岩石真三轴试验机向所述渗流模拟装置施加三向应力,并实时调整岩石试样的温度和应力状态;在具体实施过程中,待岩石试样表层超高强度混凝土强度稳定后(28天养护后),利用实时高温真三轴***对岩石试样施加真三轴应力并升高至设定的温度。其中应力加载采用与试样尺寸匹配的三向刚性金属板加载,金属加载板与应力加载***相连接;升温采用预制在金属加载板内部的多个加热棒加热,加热棒与外部温度控制***相连接。温度-应力加载示意图如5所示。
步骤S202、将所述模拟套管伸出所述岩石试样表面的一端与所述外部渗流试验机相连接;控制所述外部渗流试验机向所述模拟套管内泵入所述预设渗流液,获得所述岩石试样的渗流入孔和渗流出孔之间的压力差随时间的变化关系;在具体实施过程中,将外部渗流管路与预埋的渗流管路连接,待达到预定应力和温度状态后,开始渗流实验,且外部渗流管和预埋的渗流管都是可弯折的高压钢管,不会阻碍外部控制***的运行。且可通过应力加载***及温度控制***实时调整岩石试样的温度、应力状态,特别是可施加三向不等应力,真实还原岩石真实的真三维应力。
将覆盖超高强度混凝土的岩石试样放置在高温真三轴试验机加载底座上,同时施加三向不等应力和温度,待施加到设定的应力和温度状态后,分别将预埋的两个渗流管道连接到外部渗流试验机的游压力容器A、B上面。连接好后,首先通过渗流试验机的压力容器A和压力容器B分别向岩石试样预埋的渗流孔通入压力1MPa流体,待流体介质在岩石试样内部建立均匀压力后,提高游压力容器A的压力至1.5MPa。在压力差的作用下,流体通过试样内部微裂隙及微裂纹发生运移。渗流试验机的采集***实时记录试样上下游压力变化及试验进行时间;
步骤S203、根据所述压力差,获得岩石渗透率。具体地,通过式(1)计算试样的渗透率:
其中,式中:VA、VB分别为游压力容器A、B的容积(m3),μ为渗透流体的黏滞系数(Pa·s),β为气体的压缩系数(Pa-1),L为试样预埋渗流孔之间的水平距离(m),A为单个预埋渗流孔与压力流体接触面积的1/2(m2),Δti为从饱和后开始计算的数据点的时间,ΔPi为任意时刻上下游压差(MPa),ΔP0为初始时刻压差0.5MPa。
在具体实施过程中:
试样采用花岗岩试样(典型的干热岩),尺寸规格为300mm×300mm×300mm的立方体,如图3-图6所示。利用高温真三轴试验机施加轴向15MPa,侧向两个方向分别为10MPa和5MPa的应力,即σ1=15MPa,σ2=10MPa,σ3=5MPa;温度分别施加150℃、250℃、350℃、450℃、550℃及650℃等六个温度工况。测试不同工况下试样的渗透率,其结果见表1。
表1
由表1的数据结果可知:在相同三维应力状态下,花岗岩试样渗透率随温度的升高逐渐增大。
上述本申请实施例中的技术方案,至少具有如下的技术效果或优点:
利用所述高温高压岩石真三轴试验机向本发明实施例的渗流模拟装置实时调整岩石试样的温度、应力状态,特别是可施加三向不等应力,真实还原岩石真实的真三维应力,可以实现真三轴应力状态下、温度高于200℃条件下岩石实时渗透率的测量。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种渗流模拟装置,其特征在于,适用于真实三轴应力状态下、温度高于200℃条件下的岩石渗流模拟,包括:
岩石试样,所述岩石试样的一个端面的两对角上沿竖直方向预埋有两个盲孔;所述盲孔包括渗流入孔和渗流出孔;所述渗流入孔的盲端和所述渗流出孔的盲端通过所述试样内部的渗流通道相连通;
模拟套管,设置于所述盲孔内;所述模拟套管包括渗流管道和平台件,所述平台件套接在所述渗流管道的外周,且所述平台件的外形与对应所述盲孔的外形相匹配,所述模拟套管采用耐高温的金属材料一体制成;
密封胶,用于填充于所述平台件上表面所述渗流管道和所述盲孔外周所形成的空腔内;
混凝土,用于覆盖在所述岩石试样的外表面,所述渗流管道的一端伸出所述混凝土外表面,用于连接外部渗流试验机,所述密封胶为耐高温>1200℃的密封胶;所述混凝土为强度>200MPa的超高强混凝土;
所述盲孔的形状为倒圆台形,所述平台件为倒圆台形;所述渗流管道包括第一端和第二端;所述渗流管道的第一端靠近所述盲孔的盲端,所述平台件套接在所述渗流管道靠近所述第一端的外周;所述渗流管道的第二端伸出所述混凝土外表面,用于连接外部渗流试验机。
2.根据权利要求1所述的渗流模拟装置,其特征在于,所述岩石试样的力学特征适应于所模拟的岩层,所述力学特征包括强度和变形应力特征。
3.根据权利要求1所述的渗流模拟装置,其特征在于,所述试样为立方体或长方体形状。
4.一种真三轴岩石渗透率实时测定***,其特征在于,包括:
高温高压岩石真三轴试验机;
如权利要求1-3任一项所述的渗流模拟装置;在进行试验时,所述渗流模拟装置设置于所述高温高压岩石真三轴试验机内,所述高温高压岩石真三轴试验机用于向所述渗流模拟装置施加三向应力和调整温度;
外部渗流试验机,与所述渗流模拟装置的模拟套管连接,用于向所述模拟套管泵入渗流液。
5.根据权利要求4所述的一种真三轴岩石渗透率实时测定***,其特征在于,所述外部渗流试验机通过外部渗流管路与所述渗流模拟装置的模拟套管的一端相连接。
6.一种如权利要求1-3任一项所述的渗流模拟装置的制造方法,其特征在于,所述方法包括:
选定岩石试样,在所述岩石试样沿竖直方向开设2个盲孔,分别用于模拟渗流入孔和渗流出孔;
将2个模拟套管分别设置于所述2个盲孔内,每个所述模拟套管均包括渗流管道和平台件,所述平台件套接在所述渗流管道的外周,且所述平台件的外形与对应所述盲孔的外形相匹配;
将密封胶填充于所述平台件上表面所述渗流管道和所述盲孔外周所形成的空腔内;
在所述岩石试样的外表面覆盖一层混凝土,获得所述渗流模拟装置。
7.一种真三轴岩石渗透率实时测定方法,其特征在于,应用于如权利要求4-5中任一项所述的真三轴岩石渗透率实时测定***中,所述方法包括:
利用所述高温高压岩石真三轴试验机向所述渗流模拟装置施加三向应力,并实时调整岩石试样的温度和应力状态;
将所述模拟套管伸出所述岩石试样表面的一端与所述外部渗流试验机相连接,控制所述外部渗流试验机向所述模拟套管内泵入预设渗流液,获得所述岩石试样的渗流入孔和渗流出孔之间的压力差随时间的变化关系;
根据所述渗流入孔和渗流出孔之间的压力差随时间的变化关系,获得岩石渗透率。
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