CN211206175U - 一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置，包括注水测试组件、缸体和压柱，缸体内同轴向设有乳胶隔离套筒，乳胶隔离套筒的外圆与圆柱腔内圆之间形成注油加压腔，乳胶隔离套筒内部为圆柱形岩石试件放置腔，圆柱形岩石试件放置腔内放置有圆柱形的岩石试件，注油加压腔的上部连接有注油加压组件，注油加压腔的下部连接有排油管组件，圆柱形岩石试件放置腔的底部连接有透水释放组件，岩石试件顶部设置有多孔漏水板，压柱同轴向设置在多孔漏水板上，注水测试组件通过压柱与多孔漏水板连通。本实用新型便于操作、试验时间短，可以实现不同围压状态下岩石试样渗透率的测试；可以测试岩石破裂过程中渗透率的变化规律和渗水条件下岩石的力学参数。
Description
技术领域
本实用新型属于岩体水力学特性技术领域，具体涉及一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置。
背景技术
岩体水力学特性是岩体与水共同作用所表现的力学特性。而工程岩体一般处于三向应力状态，岩体中的空隙和裂隙为地表水渗透和地下水的运动创造了条件。岩石的渗透率参数对水的流动和运移规律有显著的影响，测试岩石的渗透率非常有必要，但是目前室内试验在测试岩石渗透率过程中面临以下几个问题：（1）实验持续的时间非常长，必须要人员实时记录数据，实验可变性比较大；（2）目前测试岩石渗透率基本上是测试岩石在自由状态下的，不考虑岩石的受载状态，然而岩石处在真实的岩体环境中是存在三向应力状态下的，这种应力的存在会对其渗透率产生显著的影响；（3）在煤矿开采过程中采动会对岩体造成损伤，产生大量的孔隙和裂隙，对岩石的渗透率会有很大的影响。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种便于操作、测试时间短、测试数据更加准确的不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置，包括注水测试组件、缸体和压柱，缸体内设有顶部敞口的圆柱腔，圆柱腔内同轴向设有乳胶隔离套筒，乳胶隔离套筒下端与圆柱腔底部固定连接，乳胶隔离套筒上端通过连接环与圆柱腔上部内壁固定连接，乳胶隔离套筒的外圆与圆柱腔内圆之间形成注油加压腔，乳胶隔离套筒内部为圆柱形岩石试件放置腔，圆柱形岩石试件放置腔内放置有圆柱形的岩石试件，注油加压腔的上部连接有注油加压组件，注油加压腔的下部连接有排油管组件，圆柱形岩石试件放置腔的底部连接有透水释放组件，岩石试件顶部设置有多孔漏水板，压柱同轴向设置在多孔漏水板上，注水测试组件通过压柱与多孔漏水板连通。
注油加压组件包括注油管、第一压力表和注油泵，缸体上部沿径向方向开设有注油孔，注油孔内端与注油加压腔连通，注油孔外端与注油管的出口连接，注油泵和第一压力表均设置在注油管上，第一压力表位于缸体和注油泵之间。
透水释放组件包括排水管、排水阀和第二压力表，缸体底部在圆柱形岩石试件放置腔底部设有一条排水孔和若干个透水毛细孔，排水孔的进口与透水毛细孔的下端连通，排水孔的出口与排水管的进口连接，排水阀和第二压力表均设置在排水管上，第二压力表位于排水阀和缸体之间。
排油管组件包括排油管和排油阀，缸体下部沿径向方向开设有一条排油孔，排油孔的内端与注油加压腔连通，排水孔的外端与排油管的进口连接，排油阀设置在排油管上。
注水测试组件包括注水管、注水计量泵、X-Y函数记录仪、压力变换器和第三压力表，压柱内开设有L型的注水孔，注水孔的下端口与多孔漏水板连通，注水孔的上端口与注水管的出口连接，注水计量泵、压力变换器和第三压力表沿水流方向依次设置在注水管上，X-Y函数记录仪通过控制线路分别与注水计量泵、压力变换器、第一压力表、第二压力表和第三压力表连接。
缸体上端在圆柱腔的内壁设置有与压柱外圆密封配合的密封圈。
采用上述技术方案，本实用新型在进行测试作业时，将缸体放置到万能试验机的工作台上，连接好各条管路，将圆柱形的岩石试件放置到圆柱形岩石试件放置腔内，再将多孔漏水板放置到岩石试件上端，接着将压柱压入到密封圈内，压柱下端与多孔漏水板顶部接触。将X-Y函数记录仪通过数据线与万能试验机的接线柱连接，万能试验机可将对岩石试件施加的压力数据传输给X-Y函数记录仪。接着按照以下步骤进行测试：
（1）先打开注油阀，启动注油泵，注油泵将液压油注入到注油加压腔内，液压油通过乳胶隔离套筒对岩石试件施加圆周方向的围压；
（2）启动注水计量泵，打开排水阀，水在压力变换器的作用下开始在岩石试件中渗透，直至放水阀中有大量水排出才可进行下一步；
（3）启动万能试验机，当万能试验机的加压部的下端接触压柱时，停止加压，将X-Y函数记录仪采集的所有数据致零；
（4）万能试验机开始对压柱加压，随时观测试验中X-Y函数记录仪采集的数据，外部环境以及装置情况；
（5）当万能试验机加压至岩石试件破坏时停止加压，并关闭注水计量泵；X-Y函数记录仪记录记录到最后的数据，利用渗透率计算公式得到岩石的实时渗透率。
试验结束后，依次取出压柱、多孔漏水板和岩石试件，注油加压腔内的液压油通过排油管排出。
综上所述，本实用新型结构简单、便于操作、试验时间短，可以实现不同围压状态下岩石试样渗透率的测试；可以测试岩石破裂过程中渗透率的变化规律；可以测试渗水条件下岩石的力学参数。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置，包括注水测试组件、缸体1和压柱2，缸体1内设有顶部敞口的圆柱腔，圆柱腔内同轴向设有乳胶隔离套筒3，乳胶隔离套筒3下端与圆柱腔底部固定连接，乳胶隔离套筒3上端通过连接环4与圆柱腔上部内壁固定连接，乳胶隔离套筒3的外圆与圆柱腔内圆之间形成注油加压腔5，乳胶隔离套筒3内部为圆柱形岩石试件放置腔，圆柱形岩石试件放置腔内放置有圆柱形的岩石试件6，注油加压腔5的上部连接有注油加压组件，注油加压腔5的下部连接有排油管组件，圆柱形岩石试件放置腔的底部连接有透水释放组件，岩石试件6顶部设置有多孔漏水板7，压柱2同轴向设置在多孔漏水板7上，注水测试组件通过压柱2与多孔漏水板7连通。
注油加压组件包括注油管8、第一压力表9和注油泵10，缸体1上部沿径向方向开设有注油孔11，注油孔11内端与注油加压腔5连通，注油孔11外端与注油管8的出口连接，注油泵10和第一压力表9均设置在注油管8上，第一压力表9位于缸体1和注油泵10之间。
透水释放组件包括排水管12、排水阀13和第二压力表14，缸体1底部在圆柱形岩石试件放置腔底部设有一条排水孔15和若干个透水毛细孔16，排水孔15的进口与透水毛细孔16的下端连通，排水孔15的出口与排水管12的进口连接，排水阀13和第二压力表14均设置在排水管12上，第二压力表14位于排水阀13和缸体1之间。
排油管组件包括排油管17和排油阀18，缸体1下部沿径向方向开设有一条排油孔19，排油孔19的内端与注油加压腔5连通，排水孔15的外端与排油管17的进口连接，排油阀18设置在排油管17上。
注水测试组件包括注水管20、注水计量泵21、X-Y函数记录仪22、压力变换器23和第三压力表24，压柱2内开设有L型的注水孔25，注水孔25的下端口与多孔漏水板7连通，注水孔25的上端口与注水管20的出口连接，注水计量泵21、压力变换器23和第三压力表24沿水流方向依次设置在注水管20上，X-Y函数记录仪22通过控制线路分别与注水计量泵21、压力变换器23、第一压力表9、第二压力表14和第三压力表24连接。
缸体1上端在圆柱腔的内壁设置有与压柱2外圆密封配合的密封圈26。
本实用新型在进行测试作业时，将缸体1放置到万能试验机的工作台上，连接好各条管路，将圆柱形的岩石试件6放置到圆柱形岩石试件放置腔内，再将多孔漏水板7放置到岩石试件6上端，接着将压柱2压入到密封圈26内，压柱2下端与多孔漏水板7顶部接触。将X-Y函数记录仪22通过数据线与万能试验机的接线柱连接，万能试验机可将对岩石试件6施加的压力数据传输给X-Y函数记录仪22。接着按照以下步骤进行测试：
（1）先打开注油阀，启动注油泵10，注油泵10将液压油注入到注油加压腔5内，液压油通过乳胶隔离套筒3对岩石试件6施加圆周方向的围压；
（2）启动注水计量泵21，打开排水阀13，水在压力变换器23的作用下开始在岩石试件6中渗透，直至放水阀中有大量水排出才可进行下一步；
（3）启动万能试验机，当万能试验机的加压部的下端接触压柱2时，停止加压，将X-Y函数记录仪22采集的所有数据致零；
（4）万能试验机开始对压柱2加压，随时观测试验中X-Y函数记录仪22采集的数据，外部环境以及装置情况；
（5）当万能试验机加压至岩石试件6破坏时停止加压，并关闭注水计量泵21；X-Y函数记录仪22记录记录到最后的数据，利用渗透率计算公式得到岩石的实时渗透率。
试验结束后，依次取出压柱2、多孔漏水板7和岩石试件6，注油加压腔5内的液压油通过排油管17排出。
本实用新型中的万能试验机、注水计量泵21、X-Y函数记录仪22、压力变换器23、多孔漏水板7、压力表以及阀门均为现有成熟技术，具体结构及原理不再赘述。
本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置，其特征在于：包括注水测试组件、缸体和压柱，缸体内设有顶部敞口的圆柱腔，圆柱腔内同轴向设有乳胶隔离套筒，乳胶隔离套筒下端与圆柱腔底部固定连接，乳胶隔离套筒上端通过连接环与圆柱腔上部内壁固定连接，乳胶隔离套筒的外圆与圆柱腔内圆之间形成注油加压腔，乳胶隔离套筒内部为圆柱形岩石试件放置腔，圆柱形岩石试件放置腔内放置有圆柱形的岩石试件，注油加压腔的上部连接有注油加压组件，注油加压腔的下部连接有排油管组件，圆柱形岩石试件放置腔的底部连接有透水释放组件，岩石试件顶部设置有多孔漏水板，压柱同轴向设置在多孔漏水板上，注水测试组件通过压柱与多孔漏水板连通。
2.根据权利要求1所述的一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置，其特征在于：注油加压组件包括注油管、第一压力表和注油泵，缸体上部沿径向方向开设有注油孔，注油孔内端与注油加压腔连通，注油孔外端与注油管的出口连接，注油泵和第一压力表均设置在注油管上，第一压力表位于缸体和注油泵之间。
3.根据权利要求2所述的一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置，其特征在于：透水释放组件包括排水管、排水阀和第二压力表，缸体底部在圆柱形岩石试件放置腔底部设有一条排水孔和若干个透水毛细孔，排水孔的进口与透水毛细孔的下端连通，排水孔的出口与排水管的进口连接，排水阀和第二压力表均设置在排水管上，第二压力表位于排水阀和缸体之间。
4.根据权利要求1所述的一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置，其特征在于：排油管组件包括排油管和排油阀，缸体下部沿径向方向开设有一条排油孔，排油孔的内端与注油加压腔连通，排水孔的外端与排油管的进口连接，排油阀设置在排油管上。
5.根据权利要求3所述的一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置，其特征在于：注水测试组件包括注水管、注水计量泵、X-Y函数记录仪、压力变换器和第三压力表，压柱内开设有L型的注水孔，注水孔的下端口与多孔漏水板连通，注水孔的上端口与注水管的出口连接，注水计量泵、压力变换器和第三压力表沿水流方向依次设置在注水管上，X-Y函数记录仪通过控制线路分别与注水计量泵、压力变换器、第一压力表、第二压力表和第三压力表连接。
6.根据权利要求3所述的一种不同压力条件下岩石渗透性系数的测试装置，其特征在于：缸体上端在圆柱腔的内壁设置有与压柱外圆密封配合的密封圈。
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| CN114112846A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-01 | 西安石油大学 | 一种用于地质学的岩石渗透率测定装置 |
| ES2930698A1 (es) * | 2021-06-10 | 2022-12-20 | Lurpelan Tunnelling S A | Equipo para caracterizar suelos o juntas de rocas y procedimiento de caracterizacion |
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