CN214539148U - 一种与岩石渗流实时成像系统配合使用的岩芯夹持器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种与岩石渗流实时成像系统配合使用的岩芯夹持器，涉及岩石渗流力学领域。本岩芯夹持器是：自左向右，入口堵头、压力室和出口堵头依次连接组成外部结构；在外部结构内，自左向右，左端头、左渗流垫片、岩样、右渗流垫片和右端头依次连接组成内部结构。本试验方法是：①制样；②装样；③试验；④回收。本实用新型可与岩石渗流实时成像系统配合，运用压力室中围压介质的压力模拟实际岩层中的围压条件，利用稳态法或瞬态法，开展岩样在不同应力条件下的渗透率测试，得到岩样渗透率应力敏感性规律。本实用新型标准统一，可实现多次工业复制，适用于各类多孔介质岩石或含裂隙岩石的渗透率测试及原位实时成像。

Description

一种与岩石渗流实时成像系统配合使用的岩芯夹持器

技术领域

本实用新型涉及岩石渗流力学领域，尤其涉及一种与岩石渗流实时成像系统配合使用的岩芯夹持器。

背景技术

渗透率是衡量岩土体渗透性能，指导工程实践的关键参数之一，如煤层气开采过程中煤的渗透率，页岩或砂岩气开采过程中储层的渗透率，CO₂地质封存中的盖层的密封性，高放废物处置膨润土屏障及围岩的气密性等。实际工程中，岩石的渗透率除受沉积和成岩作用形成的固有渗流通道影响外，其渗透率同样受到围压及流体压力的影响。如地下硐室开挖加固、深部资源开采中，均存在着围压加卸载过程。岩石渗透率随有效应力的演化规律也被称为应力敏感性。

岩石的渗透率指标通常借助室内测试获取，测试方法可分为稳态法和瞬态法，流体介质依据实际工况，可分为气体和水。为了表征应力状态对渗透率的影响，国内外研究学者和仪器生产厂商联合研发了应力-渗流耦合试验系统，可实现岩样在不同应力条件下的渗透率测试，并通过试验前后的岩样孔隙结构变化，定性分析应力条件对渗透率的影响，但无法实现渗透率测试过程中的实时成像。

随着科技进步和仪器设备的更新，借助核磁共振或微米CT扫描技术可实现岩石渗透率试验过程中的原位成像，定量获得渗流通道、含水饱和度、赋水分布或孔隙结构等参数的动态变化规律。

发明内容

本实用新型的目的是借助现有成像技术和渗透率测试技术，提供一种与岩石渗流实时成像系统配合使用的岩芯夹持器，实现岩石渗透率测试过程中的岩样实时成像，实现渗流通道、含水饱和度、赋水分布或孔隙结构等参数的实时获取。

本实用新型的目的是这样实现的：

一、与岩石渗流实时成像系统配合使用的岩芯夹持器(简称岩芯夹持器)

本岩芯夹持器包括岩样、渗流垫片、端头、热缩管、橡皮筋、入口堵头、出口堵头、压力室、螺纹、渗流入口阀、渗流出口阀、增压阀、卸压阀、排气阀、围压介质和渗流介质；

在端头中设置有渗流孔、凹型圆孔、溢流孔、圆环凹孔、侧边密封圈、底角密封圈、中部密封圈、深孔密封圈、浅孔密封圈；

在入口堵头中设置有入渗孔、增压孔、凸型左插头和左环形螺纹凹孔和左侧圆孔；

在出口堵头中设置有出渗孔、卸压孔、凸型右插头、右环形螺纹凹孔、右侧圆孔和排气孔；

在压力室的左右两侧分别设置有左侧密封圈、右侧密封圈。

其位置和连通关系是：

自左向右，入口堵头、压力室和出口堵头依次连接组成外部结构；

在外部结构内，自左向右，左端头、左渗流垫片、岩样、右渗流垫片和右端头依次连接组成内部结构；

热缩管紧箍内部结构的顶部，嵌套为一整体，并利用橡皮筋紧箍热缩管和左端头、右端头顶部；

在左端头的左边连接有入口堵头，在右端头的右边连接有出口堵头；

在入口堵头内，从上到下，分别设置有螺纹、渗流入口阀和增压阀，

在出口堵头内，从上到下，分别设置有螺纹、排气阀、渗流出口阀和卸压阀；

围压介质连通压力室；

渗流介质连通渗流入口阀；

入渗孔贯穿凸型左插头，出渗孔贯穿凸型右插头；

自左向右，渗流入口阀、入渗孔、渗流孔、左渗流垫片、岩样、右渗流垫片、渗流孔、出渗孔和渗流出口阀依次连通组成渗流介质渗流通道；

自左向右，增压阀、增压孔、圆环凹孔、溢流孔、压力室、溢流孔、圆环凹孔、卸压孔、卸压阀依次连通组成围压介质加卸载通道，排气阀使围压介质(15)在试验前后充满压力室、排出压力室；

端头与压力室接触处设置有侧边密封圈；端头与入口堵头、出口堵头接触处设置有底角密封圈、中部密封圈；凸型左插头、凸型右插头与凹型圆孔接触处设置有深孔密封圈、浅孔密封圈；压力室与入口堵头、出口堵头接触处设置有左侧密封圈、右侧密封圈，实现围压介质和渗流介质的分流密封处理。

二、与岩石渗流实时成像系统配合使用的岩芯夹持器试验方法(简称试验方法)

本试验方法包括下列步骤：

①制样；

②装样；

③试验；

④回收。

本实用新型具有下列优点和积极效果：

①入口和出口堵头中的环形螺纹凹孔可保证与外部组合，结构坚固稳定；

②围压介质和渗流介质分流，实现渗流和围压控制系统的相互独立；

③采用围压介质压力模拟实际工况岩体围压，围压均匀且稳定控制；

④针对渗流介质施加渗透压力或孔隙水压力，可精确控制；

⑤岩芯夹持器的零部件采用非金属无磁性材料，与实时成像系统完全适应；

⑥与岩石渗流实时成像系统配合，可在试验过程中对岩样实时成像；

⑦各部件组装拆卸方便，方便工业化复制。

总之，本实用新型可与岩石渗流实时成像系统配合，运用压力室中围压介质的压力模拟实际岩层中的围压条件，利用稳态法或瞬态法，开展岩样在不同应力条件下的渗透率测试，得到岩样渗透率应力敏感性规律。同时借助实时成像系统可实现试样在试验过程中的实时成像，实现渗流通道、含水饱和度、赋水分布或孔隙结构等参数的动态获取。本实用新型标准统一，可实现多次工业复制，适用于各类多孔介质岩石或含裂隙岩石的渗透率测试及原位实时成像。

附图说明

图1是本岩芯夹持器的结构示意图；

图2是本岩芯夹持器的装样示意图(装样时呈垂直方向，从下向上，完成装样后使呈水平方向)；

图3是本岩芯夹持器端头的结构示意图；

图4是本岩芯夹持器端头的右视图；

图5是本岩芯夹持器端头的M-M剖面示意图；

图6是本岩芯夹持器入口堵头的示意图；

图7是本岩芯夹持器入口堵头的右视图；

图8是本岩芯夹持器出口堵头的示意图；

图9是本岩芯夹持器出口堵头的左视图。

图中：

1—岩样；

2—渗流垫片，2A—左渗流垫片，2B—右渗流垫片；

3—端头，3A—左端头，3B—右端头；

3-1—渗流孔，3-2—第1凹型圆孔，3-3—溢流孔，

3-4—第2圆环凹孔，3-5—侧边密封圈，3-6—底角密封圈，

3-7—中部密封圈，3-8—深孔密封圈，3-9—浅孔密封圈；

4—热缩管；

5—橡皮筋；

6—入口堵头，

6-1—入渗孔，6-2—增压孔，6-3—凸型左插头，

6-4—左环形螺纹凹孔，6-5—左侧圆孔；

7—出口堵头，

7-1—出渗孔，7-2—卸压孔，7-3—凸型右插头，

7-4—右环形螺纹凹孔，7-5—右侧圆孔，7-6—排气孔；

8—压力室，

8-1—左侧密封圈，8-2—右侧密封圈；

9—螺纹；

10—渗流入口阀；

11—渗流出口阀；

12—增压阀；

13—卸压阀；

14—排气阀；

15—围压介质；

16—渗流介质。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、岩芯夹持器

1、总体

如图1、2，本岩芯夹持器包括岩样1、渗流垫片2、端头3、热缩管4、橡皮筋5、入口堵头6、出口堵头7、压力室8、螺纹9、渗流入口阀10、渗流出口阀11、增压阀12、卸压阀13、排气阀14、围压介质15和渗流介质16；

在端头3中设置有渗流孔3-1、凹型圆孔3-2、溢流孔3-3、圆环凹孔3-4、侧边密封圈3-5、底角密封圈3-6、中部密封圈3-7、深孔密封圈3-8、浅孔密封圈3-9；

在入口堵头6中设置有入渗孔6-1、增压孔6-2、凸型左插头6-3和左环形螺纹凹孔6-4和左侧圆孔6-5；

在出口堵头7中设置有出渗孔7-1、卸压孔7-2、凸型右插头7-3、右环形螺纹凹孔7-4、右侧圆孔7-5和排气孔7-6；

在压力室(8)的左右两侧分别设置有左侧密封圈(8-1)、右侧密封圈(8-2)。

其位置和连通关系是：

自左向右，入口堵头6、压力室8和出口堵头7依次连接组成外部结构；

在外部结构内，自左向右，左端头3A、左渗流垫片2A、岩样1、右渗流垫片2B和右端头3B依次连接组成内部结构；

热缩管4紧箍内部结构的顶部，嵌套为一整体，并利用橡皮筋5紧箍热缩管4和左端头3A、右端头3B顶部；

在左端头3A的左边连接有入口堵头6，在右端头3B的右边连接有出口堵头7；

在入口堵头6内，从上到下，分别设置有螺纹9、渗流入口阀10和增压阀12，

在出口堵头7内，从上到下，分别设置有螺纹9、排气阀14、渗流出口阀(11)和卸压阀13；

围压介质15连通压力室8；

渗流介质16连通渗流入口阀10；

入渗孔6-1贯穿凸型左插头6-3，出渗孔7-1贯穿凸型右插头7-3；

自左向右，渗流入口阀10、入渗孔6-1、渗流孔3-1、左渗流垫片2A、岩样1、右渗流垫片2B、渗流孔3-1、出渗孔7-1和渗流出口阀11依次连通组成渗流介质16渗流通道；

自左向右，增压阀12、增压孔6-2、圆环凹孔3-4、溢流孔3-3、压力室8、溢流孔3-3、圆环凹孔3-4、卸压孔7-2、卸压阀13依次连通组成围压介质15加卸载通道，排气阀14使围压介质15在试验前后充满压力室8、排出压力室8；

端头3与压力室8接触处设置有侧边密封圈3-5；端头3与入口堵头6、出口堵头7接触处设置有底角密封圈3-6、中部密封圈3-7；凸型左插头6-3、凸型右插头7-3与凹型圆孔3-2接触处设置有深孔密封圈3-8、浅孔密封圈3-9；压力室8与入口堵头6、出口堵头7接触处设置有左侧密封圈8-1、右侧密封圈8-2，实现围压介质15和渗流介质16的分流密封处理。

本岩芯夹持器的工作机理

本岩芯夹持器的功能部件均为无磁性非金属制件，组装方便，可拆卸。

装样完成后，将岩芯夹持器放置在岩石渗流实时成像系统中开展试验，运用压力室8中围压介质15的压力模拟实际岩体中的围压条件，依据渗透率测试的具体方法，如稳态法或瞬态法，在渗流控制系统中设置渗透压力或孔隙水压力，开展渗透率测试，获得指定应力条件下的流体介质16在岩样1中的渗透率。

试验过程中，利用成像系统的实时成像技术，针对岩样1开展核磁共振或CT扫描测试，定量获得岩样1中渗流通道、含水饱和度、赋水分布或岩样孔隙结构等参数的动态变化规律。

2、功能部件

1)岩样1

如图1、2，岩样1为多孔介质或含裂隙岩石的标准圆柱体试样，端部平整，试样1的直径和高度满足渗透率测试要求，直径与渗流垫片2、端头3顶部轮廓的直径一致，同时小于压力室8的内径。

2)渗流垫片2

如图1、2，渗流垫片2包括左渗流垫片2A和右渗流垫片2B，为多孔无磁性非金属材料，具有一定强度，外轮廓直径与岩样1的直径一致，渗流垫片2的厚度可保证入口堵头6、出口堵头7旋入压力室8后，入口堵头6、左端头3A、左渗流垫片2A、岩样1、右渗流垫片2B、右端头3B、出口堵头7紧密连接；

3)端头3

如图3、4、5，端头3包括左端头3A和右端头3B，为无磁性非金属材料，自身刚度大，强度高；

在端头3中设置有渗流孔3-1、凹型圆孔3-2、溢流孔3-3、圆环凹孔3-4、侧边密封圈3-5、底角密封圈3-6、中部密封圈3-7、深孔密封圈3-8、浅孔密封圈3-9；

(1)渗流孔3-1

渗流孔3-1居中贯穿端头3，两端分别与渗流垫片2、入渗孔6-1或出渗孔7-1对接。

(2)凹型圆孔3-2

凹型圆孔3-2为圆柱形凹孔，居中位于端头3底部，凹型圆孔3-2中设置有深孔密封圈3-8、浅孔密封圈3-9。

(3)溢流孔3-3

溢流孔3-3的数量为4个，截面形状如图5所示，4个溢流孔3-3沿端头3的中轴线中心对称，均匀分布，溢流孔3-3的内侧边界与端头3的顶部轮廓一致，溢流孔3-3的外侧边界与圆环凹孔3-4的外边界一致，可方便围压介质15通过溢流孔3-3。

(4)圆环凹孔3-4

圆环凹孔3-4为圆环形凹孔，外侧边界与溢流孔3-3的外边界一致，内侧边界与增压孔6-2、卸压孔7-2截面的上顶点相切。

(5)侧边密封圈3-5

侧边密封圈3-5位于端头3与压力室8接触处，橡胶质地，用于密封压力室8内的围压介质15，防止溢入螺纹9中。

(6)底角密封圈3-6

底角密封圈3-6位于端头3的底部外侧，与入口堵头6和出口堵头7接触，橡胶质地，用于密封圆环凹孔3-4内的围压介质15，防止溢入螺纹9中。

(7)中部密封圈3-7

中部密封圈3-7位于端头3的底部居中位置，用于密封圆环凹孔3-4的围压介质15，防止溢入凹型圆孔3-2内。

(8)深孔密封圈3-8

深孔密封圈3-8位于凹型圆孔3-2内，与凸型左插头6-3、凸型右插头7-3接触，橡胶质地，用于密封入渗孔6-1、出渗孔7-1中的渗流介质16，防止溢入凹型圆孔3-2中。

(9)浅孔密封圈3-9

浅孔密封圈3-9位于凹型圆孔3-2内，与凸型左插头6-3、凸型右插头7-3接触，橡胶质地，与深孔密封圈3-8规格和设置相同，与深孔密封圈3-8搭配设置，可保持凸型左插头6-3、凸型右插头7-3平稳固定在凹型圆孔3-2内。

4)热缩管4

如图1、2，热缩管4为塑料材质，遇热收缩，用于紧箍岩样1、渗流垫片2和端头3的顶部，隔离围压介质15和渗流介质16。

5)橡皮筋5

如图1、2，橡皮筋5用于将热缩管4箍紧在端头3顶部，防止压力室8内的围压介质15渗入岩样1内。

6)入口堵头6

如图1、2、6、7，入口堵头6为无磁性非金属材料，自身刚度大，强度高；

在入口堵头6中设置有入渗孔6-1、增压孔6-2、凸型左插头6-3、左环形螺纹凹孔6-4和左侧圆孔6-5。

(1)入渗孔6-1

入渗孔6-1居中贯穿入口堵头6，两端分别与渗流入口阀10、渗流孔3-1对接。

(2)增压孔6-2

增压孔6-2贯穿入口堵头6，两端分别与增压阀12、圆环凹孔3-4对接。

(3)凸型左插头6-3

凸型左插头6-3位于入口堵头6的中部，为圆柱形凸头，凸型左插头6-3的直径和高度与凹型圆孔3-2的尺寸规格相适应，与凹型圆孔3-2对接，内部居中贯穿有入渗孔6-1。

(4)左环形螺纹凹孔6-4

左环形螺纹凹孔6-4为圆环形螺纹凹孔，圆环凹孔两侧面均刻有螺纹9，在岩芯夹持器组装、拆卸时，入口堵头6可通过左环形螺纹凹孔6-4与压力室8稳固组合、顺利拆解。

(5)左侧圆孔6-5

左侧圆孔6-5的数量为2个，对称设置在入口堵头6侧边的顶部和底部，岩芯夹持器组装和拆卸时，可借助扳手，方便入口堵头6旋入或旋出压力室8。

7)出口堵头7

如图1、2、8、9，出口堵头7为无磁性非金属材料，自身刚度大，强度高；

出口堵头7中设置有出渗孔7-1、卸压孔7-2、凸型右插头7-3、右环形螺纹凹孔7-4、右侧圆孔7-5和排气孔7-6。

(1)出渗孔7-1

出渗孔7-1居中贯穿出口堵头7，两端分别与渗流孔3-1、渗流出口阀11对接。

(2)卸压孔7-2

卸压孔7-2贯穿出口堵头7，两端分别与圆环凹孔3-4、卸压阀13对接。

(3)凸型右插头7-3

凸型右插头7-3位于出口堵头7的中部，为圆柱形凸头，凸型右插头7-3的直径和高度与凹型圆孔3-2的尺寸规格相适应，与凹型圆孔3-2对接，内部居中贯穿有出渗孔7-1。

(4)右环形螺纹凹孔7-4

右环形螺纹凹孔7-4为圆环形螺纹凹孔，圆环凹孔两侧面均刻有螺纹9，在岩芯夹持器组装、拆卸时，出口堵头7可通过右环形螺纹凹孔7-4与压力室8稳固组合、顺利拆解。

(5)右侧圆孔7-5

右侧圆孔7-5的数量为2个，对称设置在出口堵头7的侧边，布置在排气阀14的两侧，2个右侧圆孔7-5与排气阀14相对于出口堵头7中轴线的径线投影夹角均为90°，保证不同功能配件的操作空间，岩芯夹持器组装和拆卸时，可借助扳手，方便出口堵头7旋入或旋出压力室8。

(6)排气孔7-6

排气孔7-6位于出口堵头7内部，呈直角折线走向，两端与圆环凹孔3-4、排气阀14对接。

8)压力室8

如图1、2，压力室8为厚壁圆筒，材质为无磁性非金属材料，自身刚度大，强度高，圆筒壁厚由最大围压确定，长度满足入口堵头6、端头3、渗流垫片2、岩样1、渗流垫片2、端头3、出口堵头7组合体的长度要求，内径与端头3的最外轮廓相适应。

9)螺纹9

如图1、2，螺纹9位于压力室8左右两侧的内壁和外壁、左环形螺纹凹孔6-4和右环形螺纹凹孔7-4的两侧面处，为统一规格的机械刻丝，在岩芯夹持器组装和拆卸时，方便入口堵头6、出口堵头7与压力室8组装和拆解，保证岩芯夹持器组装后具有满足试验要求的整体刚度和稳定性。

10)渗流入口阀10

如图1、2，渗流入口阀10与入渗孔6-1相连接，外接渗流控制系统管路，控制渗流介质16流入岩芯夹持器。

11)渗流出口阀11

渗流出口阀11与出渗孔7-1相连接，外接渗流控制系统管路，控制渗流介质16流出岩芯夹持器。

12)增压阀12

如图1、2，增压阀12与增压孔6-2相连接，外接围压控制系统管路，控制围压介质15流入岩芯夹持器。

13)卸压阀13

如图1、2，卸压阀13与卸压孔7-2相连接，外接导管，与废液桶相连接，控制围压介质15流出岩芯夹持器。

14)排气阀14

如图1、2，排气阀14与排气孔7-6相连接，外接大气或外接导管引入废液桶内，用于关闭或打开排气孔7-6，保证试验前后围压介质15充满或排出压力室8。

15)围压介质15

如图1、2，围压介质15为不可压缩液体介质，粘滞系数满足液压油的技术要求，不影响成像系统操作。

16)渗流介质16

如图1、2，渗流介质16依据测试方法和工况要求，可分为气体和水。

二、与岩石渗流实时成像系统配合使用的岩芯夹持器试验方法(简称试验方法)

本试验方法包括下列步骤：

①制样

依据渗透率试验采用的渗流介质16的类型、试验要求及试验目的，对岩样1进行预处理，若渗流介质16为水，则将岩样1抽真空饱和至恒重，若渗流介质16为气体，则使岩样1吸水至指定含水率或保持干燥状态；

试样预处理完成后，在水平固定操作台上，由下至上依次把左端头3A、左渗流垫片2A、岩样1、右渗流垫片2B、右端头3B组装，利用热缩管4紧箍岩样1、两侧渗流垫片2和上下端头3顶部，嵌套为一整体，并利用橡皮筋5箍紧热缩管4和上下端头3顶部，完成制样；

②装样

将压力室8水平放置，把制样完成后的端头3、渗流垫片2、岩样1、渗流垫片2、端头3、热缩管4、橡皮筋5组合体放入压力室8内，借助扳手，利用左侧圆孔6-5、右侧圆孔7-5，通过螺纹9在压力室8左右两侧分别旋进入口堵头6和出口堵头7，使入口堵头6和出口堵头7与左右端头3和压力室8紧密接触；

保证侧边密封圈3-5、底角密封圈3-6、中部密封圈3-7、深孔密封圈3-8、浅孔密封圈3-9、左侧密封圈8-1、右侧密封圈8-2受压紧密，严格密封；

③试验

将岩芯夹持器放置在岩石渗流实时成像系统内，使渗流入口阀10、渗流出口阀11与渗流控制系统连接；增压阀12与围压控制系统连接，卸压阀13经导管与废液桶连接；

打开排气阀14、卸压阀13、增压阀12，在围压控制系统中设置较低初始围压值，使围压介质15流入压力室8内，当卸压阀13有稳定围压介质15流出后，关闭卸压阀13，直至围压介质15溢出排气阀14，充满压力室8，而后关闭排气阀14，在围压控制系统中设置目标围压值，保持试验过程中压力室8内围压稳定；

打开渗流入口阀10、渗流出口阀11，在渗流控制系统中设置目标渗透压力或孔隙水压力，使渗流介质16流经岩样1，待流量均匀稳定后，依据渗透率测试的具体方法，如稳态法或瞬态法，在渗流控制系统中设置渗透压力或孔隙水压力试验值，开展渗透率测试，获得指定应力条件下的流体介质16在岩样1中的渗透率；

试验过程中，利用成像系统的实时成像技术，针对岩样1开展核磁共振或CT扫描测试，获得岩样1中渗流通道、含水饱和度、赋水分布或岩样孔隙结构等参数的动态变化规律；

④回收

试验结束后，在试验系统中设置压力室8目标围压值为零，关闭增压阀12，依次打开排气阀14、卸压阀13，同时在渗流控制系统中设置渗透压力或孔隙水压力目标值为零，关闭渗流入口阀10，使围压介质15在自重作用下从卸压孔7-2中流出，流体介质16从出渗孔7-1中流出；

关闭卸压阀13、渗流出口阀11、排气阀14，将岩芯夹持器与岩石渗流实时成像系统的连接拆解，取出岩芯夹持器，借助扳手，利用左侧圆孔6-5、右侧圆孔7-5，通过螺纹9将入口堵头6、出口堵头7从压力室8中反向旋出，取出左端头3A、左渗流垫片2A、岩样1、右渗流垫片2B、右端头3B、热缩管4、橡皮筋5组合体，并进行拆解，清洁零件并收集归位。

Claims (1)

1.一种与岩石渗流实时成像系统配合使用的岩芯夹持器，其特征在于：

包括岩样（1）、渗流垫片（2）、端头（3）、热缩管（4）、橡皮筋（5）、入口堵头（6）、出口堵头（7）、压力室（8）、螺纹（9）、渗流入口阀（10）、渗流出口阀（11）、增压阀（12）、卸压阀（13）、排气阀（14）、围压介质（15）和渗流介质（16）；

在端头（3）中设置有渗流孔（3-1）、凹型圆孔（3-2）、溢流孔（3-3）、圆环凹孔（3-4）、侧边密封圈（3-5）、底角密封圈（3-6）、中部密封圈（3-7）、深孔密封圈（3-8）、浅孔密封圈（3-9）；

在入口堵头（6）中设置有入渗孔（6-1）、增压孔（6-2）、凸型左插头（6-3）和左环形螺纹凹孔（6-4）和左侧圆孔（6-5）；

在出口堵头（7）中设置有出渗孔（7-1）、卸压孔（7-2）、凸型右插头（7-3）、右环形螺纹凹孔（7-4）、右侧圆孔（7-5）和排气孔（7-6）；

在压力室（8）的左右两侧分别设置有左侧密封圈（8-1）、右侧密封圈（8-2）；

其位置和连通关系是：

自左向右，入口堵头（6）、压力室（8）和出口堵头（7）依次连接组成外部结构；

在外部结构内，自左向右，左端头（3A）、左渗流垫片（2A）、岩样（1）、右渗流垫片（2B）和右端头（3B）依次连接组成内部结构；

热缩管（4）紧箍内部结构的顶部，嵌套为一整体，并利用橡皮筋（5）紧箍热缩管（4）和左端头（3A）、右端头（3B）顶部；

在左端头（3A）的左边连接有入口堵头（6），在右端头（3B）的右边连接有出口堵头（7）；

在入口堵头（6）内，从上到下，分别设置有螺纹（9）、渗流入口阀（10）和增压阀（12），

在出口堵头（7）内，从上到下，分别设置有螺纹（9）、排气阀（14）、渗流出口阀（11）和卸压阀（13）；

围压介质（15）连通压力室（8）；

渗流介质（16）连通渗流入口阀（10）；

入渗孔（6-1）贯穿凸型左插头（6-3），出渗孔（7-1）贯穿凸型右插头（7-3）；

自左向右，渗流入口阀（10）、入渗孔（6-1）、渗流孔（3-1）、左渗流垫片（2A）、岩样（1）、右渗流垫片（2B）、渗流孔（3-1）、出渗孔（7-1）和渗流出口阀（11）依次连通组成渗流介质（16）渗流通道；

自左向右，增压阀（12）、增压孔（6-2）、圆环凹孔（3-4）、溢流孔（3-3）、压力室（8）、溢流孔（3-3）、圆环凹孔（3-4）、卸压孔（7-2）、卸压阀（13）依次连通组成围压介质（15）加卸载通道，排气阀（14）使围压介质（15）在试验前后充满压力室（8）、排出压力室（8）；

端头（3）与压力室（8）接触处设置有侧边密封圈（3-5）；端头（3）与入口堵头（6）、出口堵头（7）接触处设置有底角密封圈（3-6）、中部密封圈（3-7）；凸型左插头（6-3）、凸型右插头（7-3）与凹型圆孔（3-2）接触处设置有深孔密封圈（3-8）、浅孔密封圈（3-9）；压力室（8）与入口堵头（6）、出口堵头（7）接触处设置有左侧密封圈（8-1）、右侧密封圈（8-2），实现围压介质（15）和渗流介质（16）的分流密封处理。

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