CN209069800U - 一种用于地质学的岩石渗透率测定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于地质学的岩石渗透率测定装置，主要涉及地质领域。一种用于地质学的岩石渗透率测定装置，包括渗透装置、压力调节装置、控制器和与岩石样本相配合的密封装置，所述渗透装置包括试验台和夹持筒，所述夹持筒内设置实验腔，所述实验腔上方设置储液箱，所述实验腔顶部与压力调节装置之间、所述储液箱顶部与压力调节装置之间均连接连通管，所述实验腔顶部设置第一压力传感器与液面传感器，所述夹持筒底部设置盖体，所述盖体底部设置集液筒。本实用新型的有益效果在于：本实用新型能够能够测量出岩石在不同液体不同压力下的渗透率，能够更好的表征岩石对于液体的渗透率，体现渗透率与液体粘度、压力之间的关系。
Description
技术领域
本实用新型主要涉及地质领域，具体是一种用于地质学的岩石渗透率测定装置。
背景技术
渗透率是指在一定压差下，岩石允许流体通过的能力，是表征土或岩石本身传导液体能力的参数。其大小与孔隙度、液体渗透方向上孔隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关，而与在介质中运动的液体性质无关。渗透率(k)用来表示渗透性的大小。当单相流体通过横截面积为A、长度为L、压力差为ΔP的一段孔隙介质呈层状流动时，流体粘度为μ，则单位时间内通过这段岩石孔隙的流体量为：Q＝KΔPA/μL，因此可得渗透率K＝ΜlQ/ΔPA，由此可见，当单相流体通过孔隙介质呈层状流动时，单位时间内通过岩石截面积的液体流量与压力差和截面积的大小成正比，而与液体通过岩石的长度以及液体的粘度成反比。
式中：Q——单位时间内流体通过岩石的流量，cm3/s；A——液体通过岩石的截面积，cm2；
μ——液体的粘度，Pa·s；L——岩石的长度，cm；ΔP——液体通过岩石前后的压差，Mpa。
目前对于岩石渗透率的测量多采用气压差测量法，通过岩石样本两端的气压差进行计算岩石的渗透率，这种方式测量出的渗透率不能准确的表征液体通过岩石的渗透率。
实用新型内容
为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于地质学的岩石渗透率测定装置，它能够准确的测量岩石对于不同液体通过的渗透率，体现渗透率与液体粘度、压力之间的关系，使对于岩石的研究更精确。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种用于地质学的岩石渗透率测定装置，包括渗透装置、压力调节装置、控制器和与岩石样本相配合的密封装置，所述渗透装置包括试验台和夹持筒，所述夹持筒内设置实验腔，所述实验腔为圆柱状，所述实验腔上方设置储液箱，所述储液箱与实验腔之间设置出液管，所述出液管上串联电磁阀和流量计，所述电磁阀和流量计均与控制器电连接，所述实验腔顶部与压力调节装置之间、所述储液箱顶部与压力调节装置之间均连接连通管，所述实验腔顶部设置第一压力传感器与液面传感器，所述第一压力传感器和液面传感器均与控制器电连接，所述密封装置包裹岩石样本侧壁位于实验腔底部，所述夹持筒底部设置盖体，所述盖体与夹持筒螺纹连接，所述盖体底部设置集液筒，所述集液筒底部设置第二压力传感器，所述第二压力传感器与控制器电连接，所述集液筒与盖体螺纹连接。
所述密封装置为弹性防水圆筒状结构。
所述夹持筒底部外壁设置外螺纹，所述盖体顶部与底部均设置与夹持筒底部外螺纹相适应的内螺纹，所述盖体中部设置支撑板，所述支撑板上设置网孔，所述支撑板顶面设置与岩石样本相适应的凸起。
对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型通过渗透装置对演示样本进行液体渗透，压力调节装置给与实验腔额定压力，能够测量出岩石在不同液体不同压力下的渗透率，能够更好的表征岩石对于液体的渗透率，体现渗透率与液体粘度、压力之间的关系。
附图说明
附图1是本实用新型结构示意图；
附图2是本实用新型主视图结构示意图；
附图3是本实用新型A部局部放大结构示意图；
附图4是本实用新型控制框图。
附图中所示标号：1、渗透装置；2、压力调节装置；3、控制器；4、密封装置；5、试验台；6、夹持筒；7、实验腔；8、储液箱；9、出液管；10、电磁阀；11、流量计；12、连通管；13、第一压力传感器；14、液面传感器；15、盖体；16、集液筒；17、第二压力传感器；18、支撑板；19、网孔；20、凸起；21、岩石样本。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图1-4所示，本实用新型所述一种用于地质学的岩石渗透率测定装置，包括渗透装置1、压力调节装置2、控制器3和与岩石样本相配合的密封装置4，所述渗透装置1包括试验台5和夹持筒6，所述夹持筒6内设置实验腔7，所述实验腔7为圆柱状，所述实验腔作为演示样本进行渗液实验的场所，所述实验腔7上方设置储液箱8，所述储液箱作为液体的储存场所，所述储液箱8与实验腔7之间设置出液管9，所述出液管9上串联电磁阀10和流量计11，所述电磁阀10和流量计11均与控制器3电连接，所述控制器控制着电磁阀的开闭，所述实验腔7顶部与压力调节装置2之间、所述储液箱8顶部与压力调节装置2之间均连接连通管12，所述压力调节装置通过连通管调节实验腔与储液箱内的压力，所述实验腔7顶部设置第一压力传感器13与液面传感器14，所述第一压力传感器13和液面传感器14均与控制器3电连接，所述第一压力传感器测量实验腔内的压力，并将压力信号传递到控制器，由控制器控制压力调节装置调整压力，使实验腔保持稳压环境，所述液面传感器感知液面位置，当液面达不到设定值时，由控制器控制电磁阀打开，将液体放入实验腔内，当液面达到预设要求后，液面传感器将信号传递到控制器，控制器控制电磁阀关闭。所述密封装置4包裹岩石样本侧壁位于实验腔7底部，所述夹持筒6底部设置盖体15，所述盖体15与夹持筒6螺纹连接，所述盖体15底部设置集液筒16，所述集液筒作为渗液的收集场所，所述集液筒16底部设置第二压力传感器17，所述第二压力传感器17与控制器电连接，当岩石样本开始出现渗液后，第二压力传感器感知到渗液的滴落，将信号传递到控制器，由控制器开始记录流量计的读数，所述集液筒16与盖体15螺纹连接。本装置能够测量出岩石在不同液体不同压力下的渗透率，能够更好的表征岩石对于液体的渗透率，体现渗透率与液体粘度、压力之间的关系。
进一步的，所述密封装置4为弹性防水圆筒状结构，所述密封装置可以充分填充在岩石样本与实验腔之间，防止液体通过两者之间的缝隙，使本装置的测量结果更准确。
更进一步的，所述夹持筒6底部外壁设置外螺纹，所述盖体15顶部与底部均设置与夹持筒6底部外螺纹相适应的内螺纹，所述盖体15中部设置支撑板18，所述支撑板18上设置网孔19，所述网孔作为渗液的通过场所，所述支撑板18顶面设置与岩石样本相适应的凸起20，当将包裹了密封装置的岩石样本放入实验腔底部时，通过盖体顶部的内螺纹旋紧在夹持筒的外螺纹上，使凸起与岩石样本底面相接触，逐渐将岩石样本旋入实验腔，使岩石样本底面与夹持筒底面平行，此时凸起与夹持筒底面相接触，然后将盖体悬下，将盖体底部重新旋入夹持筒底部的外螺纹，使支撑板不与岩石底面相接触。通过将岩石样本底面与夹持筒底面平行，可以更好的计算液体高度，从而计算液体压强，与第一压力传感器的参数进行相加然后减去大气压强得到ΔP，从而使实验数据更准确，使本装置的测量结果更准确。
具体实施方式：
首先需要通过高精度机床对岩石样本进行加工，使岩石样本加工成为圆柱状结构，然后将密封装置4套设在加工好的圆柱状岩石样本外壁上，将岩石样本放入试验台5上夹持筒6内实验腔7的底部，通过密封装置4的弹性将岩石样本固定在实验腔7底部，然后将盖体15和集液筒16依次固定到夹持筒6底部，通过控制器3控制电磁阀10打开，将液体自储液箱8通过出液管9流入夹持筒6内的实验腔7内，当液面达到液面传感器14位置时，液面传感器14将信号传递到控制器3，控制器3控制电磁阀10关闭，然后控制器3通过压力调节装置2经过连通管12调节实验腔7和储液箱8内的压力，第一压力传感器13用来检测实验腔内的压力，并将压力信号传递到控制器3，由控制器3控制压力调节装置2来进行压力的调整，实现实验腔7内的稳压环境。当液体渗透岩石样本，滴落到集液筒16内时，集液筒16底部的第二压力传感器17感受到重量变化，将信号传递到控制器3，控制器3开始记录流量计11的数据，在开始记录流量计11开始，在一定时间内统计出流量计11的流量差，再通过第一压力传感器13的压力加上计算出的液体压强减去大气压力得出ΔP，通过岩石样本的横截面积、高度和液体粘度最终计算出渗透率。
实施例：
一种用于地质学的岩石渗透率测定装置，包括渗透装置1、压力调节装置2、控制器3和与岩石样本相配合的密封装置4，本实施例中所述压力调节装置为气泵和电磁调节阀，所述控制器为微处理器，所述控制器上外接显示装置。所述密封装置为弹性防水圆筒状结构，本实施例中所述密封装置为硅胶材质。所述渗透装置1包括试验台5和夹持筒6，所述夹持筒与试验台螺钉固定，所述夹持筒6内开设实验腔7，所述实验腔7为圆柱状，所述实验腔7上方设置储液箱8，所述储液箱通过螺钉固定在实验台上，所述储液箱8与实验腔7之间螺纹连接出液管9，所述出液管9上串联电磁阀10和流量计11，所述流量计为电子流量计，所述电磁阀10和流量计11均与控制器3电连接，所述实验腔7顶部与压力调节装置2之间、所述储液箱8顶部与压力调节装置2之间均螺纹连接连接连通管12，所述电磁调节阀串联在连通管上，所述电磁调节阀与控制器电连接。所述实验腔7顶部设置第一压力传感器13与液面传感器14，本实施例中所述液面传感器为电容液位传感器，所述第一压力传感器13和液面传感器14均与控制器3电连接，所述密封装置4包裹岩石样本侧壁位于实验腔7底部，所述夹持筒6底部设置盖体15，所述盖体15与夹持筒6螺纹连接，本实施例中所述夹持筒6底部外壁设置外螺纹，所述盖体15顶部与底部均设置与夹持筒6底部外螺纹相适应的内螺纹，所述盖体15中部一体成型支撑板18，所述支撑板18上设置网孔19，所述支撑板18顶面焊接与岩石样本相适应的凸起20。所述盖体15底部设置集液筒16，所述集液筒16底部包括夹层，所述夹层内固定第二压力传感器17，所述第二压力传感器17与控制器电连接，所述集液筒16与盖体15螺纹连接。本实施例的有益效果在于：本实施例能够测量出岩石在不同液体不同压力下的渗透率，能够更好的表征岩石对于液体的渗透率，体现渗透率与液体粘度、压力之间的关系。
Claims (3)
1.一种用于地质学的岩石渗透率测定装置，包括渗透装置(1)、压力调节装置(2)、控制器(3)和与岩石样本相配合的密封装置(4)，其特征是：所述渗透装置(1)包括试验台(5)和夹持筒(6)，所述夹持筒(6)内设置实验腔(7)，所述实验腔(7)为圆柱状，所述实验腔(7)上方设置储液箱(8)，所述储液箱(8)与实验腔(7)之间设置出液管(9)，所述出液管(9)上串联电磁阀(10)和流量计(11)，所述电磁阀(10)和流量计(11)均与控制器(3)电连接，所述实验腔(7)顶部与压力调节装置(2)之间、所述储液箱(8)顶部与压力调节装置(2)之间均连接连通管(12)，所述实验腔(7)顶部设置第一压力传感器(13)与液面传感器(14)，所述第一压力传感器(13)和液面传感器(14)均与控制器(3)电连接，所述密封装置(4)包裹岩石样本侧壁位于实验腔(7)底部，所述夹持筒(6)底部设置盖体(15)，所述盖体(15)与夹持筒(6)螺纹连接，所述盖体(15)底部设置集液筒(16)，所述集液筒(16)底部设置第二压力传感器(17)，所述第二压力传感器(17)与控制器电连接，所述集液筒(16)与盖体(15)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于地质学的岩石渗透率测定装置，其特征是：所述密封装置(4)为弹性防水圆筒状结构。
3.根据权利要求1所述的一种用于地质学的岩石渗透率测定装置，其特征是：所述夹持筒(6)底部外壁设置外螺纹，所述盖体(15)顶部与底部均设置与夹持筒(6)底部外螺纹相适应的内螺纹，所述盖体(15)中部设置支撑板(18)，所述支撑板(18)上设置网孔(19)，所述支撑板(18)顶面设置与岩石样本相适应的凸起(20)。
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|---|---|---|---|---|
| CN112710594A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-27 | 富思特新材料科技发展股份有限公司 | 一种用来检测渗透率的方法 |
| CN112903564A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-04 | 贵州工程应用技术学院 | 一种用于地质学的岩石渗透率测定装置 |
| CN113533169A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-22 | 长江水利委员会长江科学院 | 一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置 |
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