专利名称：岩石渗透性测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑工程仪器设备，特别涉及建筑材料渗透测试装置，具体是一 种岩石渗透性测试装置。
背景技术：
渗透性是孔隙和裂隙介质的一种重要性质。岩石渗透系数分布的范围超过10个 数量级。一般说来，石油工程和水文地质领域关注具有较高渗透系数的含水层和贮油岩石； 而地震和结构地质研究领域关注的是具有较低渗透系数的非沉积岩石。本专利主要说明的 是流体在岩石中渗透能力的一种测试方法。岩石作为一种低渗透性的介质，实验室内测试 的方法有恒流泵法、压力震荡法和瞬态压力脉冲法等，瞬态压力脉冲法是通过测量试样两 端压力容器的压强变化来获得渗透率，这种方法已经成为测试低渗透介质渗透特性的重要 试验方法。现有的瞬态压力脉冲岩石渗透性测试装置其结构较为复杂，成本高。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种岩石渗透性测试装置，所述的这种岩石渗透性测 试装置要解决现有技术中岩石测试装置结构复杂、成本高的技术问题。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的包括土工三轴仪，该岩石渗透性 测试装置还包括压力容腔、加压帽、透水石、上游水管、下游水管、上游压力表、下游压力传 感器和水阀，压力容腔呈圆筒状，测试的岩石试样设于压力容腔中部，测试的岩石试样外侧 套设有橡皮膜，该试样上端设有上透水石，试样下端设有下透水石，上透水石和下透水石位 于压力容腔内，上透水石上端设有加压帽，加压帽上端与土工三轴仪的压杆相接触，上游水 管穿过加压帽与上透水石上端面接触，下游水管前端与下透水石相接触，与上游水管相连 通设有上游压力表，与下游水管相连通设有下游压力传感器，该上游压力表是数字压力表， 上游压力表与一个控制器相连接，控制器与下游压力传感器相连接，上游水管上设有水阀。土工三轴仪的法兰盘与其底座之间设有密封圈。本实用新型和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本岩石渗透性测试装置，结 构简单，只需对普通土工三轴试验机稍作变动，设置压力容腔、透水石和橡皮膜，由于岩石 渗透性小，因此采用计算机控制，提高下游水压力检测精度，以实现用瞬态压力脉冲法来测 试部分岩石的渗透特性，使用方便，成本低，便于普通用途的岩石渗透特性测试。

图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，在本实施例中，包括土工三轴仪1，该岩石渗透性测试装置还包括压力容腔2、加压帽3、透水石、上游水管6、下游水管7、上游压力表8、下游压力传感器9和水 阀10，压力容腔2呈圆筒状，测试的岩石试样11设于压力容腔2中部，测试的岩石试样外侧 套设有橡皮膜，该试样11上端设有上透水石4，试样下端设有下透水石5，上透水石4和下 透水石5位于压力容腔2内，上透水石4上端设有加压帽3，加压帽3上端与土工三轴仪的 压杆12相接触，上游水管6穿过加压帽3与上透水石4上端面接触，下游水管7前端与下 透水石5相接触，与上游水管6相连通设有上游压力表8，与下游水管7相连通设有下游压 力传感器9，该上游压力表8是数字压力表，上游压力表8与一个控制器13相连接，控制器 13与下游压力传感器9相连接，上游水管6上设有水阀10。土工三轴仪的法兰盘14与其 底座15之间设有密封圈。控制器13获取上游压力水表和下游压力传感器的实测值，运行 其内固化的程序加以分析。控制器可以采用单片机、PLC(可编程控制器)等具有数值处理能力的器件。采用本实用新型测试岩石渗透特性的方法，其包括岩石试样的制备、岩石试样的 安装、相关参数的测试和渗透系数的计算四个步骤(1)岩石试样的制备选定需要研究的对象，采取需要测试的岩石，经过钻切磨工 序，制成圆柱状试样，其尺寸一般为Φ39. IX80 (mm)和Φ61. 8X 125 (mm)，如果岩石较致 密，试样的高度可适当减小。(2)岩石试样的安装取已经制好的试样，用承膜筒把橡皮膜套在试样外，把试样 安装在相应尺寸的压力室内，试样上下装上合适尺寸的透水石，上部安装和反压水管相连 的加压帽。把压力室装在三轴仪上，下部放置好密封圈密封止水，保证法兰盘底部和底座连 接紧密。上部压杆和加压帽紧密接触。(3)相关参数的测试在渗透试样进行前，先通过相关技术手册查得试验的水的 粘滞系数、流体的压缩系数、矿物基质的压缩系数，试验测试试样的孔隙度和有效压缩系 数。试验过程应测试的参数包括试样的截面积和长度，上下游压力随时间变化的曲线。试 样的截面积和长度在制样时就已经确定，试样前用游标卡尺测量其长度和直径就可确定。 试验时先用反压提供一压力作为上游压力，用测试孔隙水压力的传感器测试稳定后的压力 作为下游压力；然后提高反压压力，到预定压力后关闭反压注水阀，观测记录上游压力(反 压压力表)和下游压力(孔隙水压力传感器)随时间的变化关系。(4)渗透系数的计算已知材料和流体的性质常数，根据试样上、下游压力随着时 间变化的实测结果P(0，t)=Pd(t) t ^ 0p(l，t)=Pu(t) t ^ 0由下式反算出渗透系数
权利要求一种岩石渗透性测试装置，包括土工三轴仪，其特征在于该岩石渗透性测试装置还包括压力容腔、加压帽、透水石、上游水管、下游水管、上游压力表、下游压力传感器和水阀，压力容腔呈圆筒状，测试的岩石试样设于压力容腔中部，测试的岩石试样外侧套设有橡皮膜，该试样上端设有上透水石，试样下端设有下透水石，上透水石和下透水石位于压力容腔内，上透水石上端设有加压帽，加压帽上端与土工三轴仪的压杆相接触，上游水管穿过加压帽与上透水石上端面接触，下游水管前端与下透水石相接触，与上游水管相连通设有上游压力表，与下游水管相连通设有下游压力传感器，该上游压力表是数字压力表，上游压力表与一个控制器相连接，控制器与下游压力传感器相连接，上游水管上设有水阀。
2.如权利要求1所述的岩石渗透性测试装置，其特征在于土工三轴仪的法兰盘与其 底座之间设有密封圈。
专利摘要一种岩石渗透性测试装置，包括土工三轴仪，还包括压力容腔、加压帽、透水石、上游水管、下游水管、上游压力表、下游压力传感器和水阀，压力容腔呈圆筒状，测试的岩石试样设于压力容腔中部，测试的岩石试样外侧套设有橡皮膜，上透水石和下透水石位于压力容腔内，上透水石上端设有加压帽，加压帽上端与土工三轴仪的压杆相接触，上游水管与上透水石上端面接触，下游水管前端与下透水石相接触。本岩石渗透性测试装置，结构简单，只需对普通土工三轴试验机稍作变动，设置压力容腔、透水石和橡皮膜，可实现用瞬态压力脉冲法来测试部分岩石的渗透特性，使用方便，成本低，便于普通用途的岩石渗透特性测试。
文档编号G01N15/08GK201716255SQ20102025744
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者李晓芬, 祝彦知, 胡江春 申请人:中原工学院