一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器。它包括控制系统、恒温系统、用于测试岩石试件(试样)的固定单元、缓冲气罐、储气罐、油泵、油路、气体管路、气压表(最好为数字气压表)和气体开关，固定单元包括上盖、单元主体、下座和固定螺栓，下座上设单元主体，单元主体上设上盖，下座与上盖通过固定螺栓相连接，单元主体内设岩石试件，岩石试件设在下座上，缓冲气罐上下两端分别通过上进气管路和下进气管路与固定单元相连接，油泵通过油路与固定单元的单元主体内腔相连通；恒温系统外部设储气罐和控制系统，储气罐通过储气管路和储气开关与缓冲气罐相连通，储气管路上设储气开关，控制系统通过数据线与气压表相连接。

A Testing Instrument for Gas Permeability of Ultra-Low Permeability Cracked Rocks

The invention discloses a testing instrument for gas permeability of ultra-low permeability cracked rock. It includes control system, constant temperature system, fixed unit for testing rock specimen, buffer gas tank, gas storage tank, oil pump, oil pipeline, gas pipeline, barometer (preferably digital barometer) and gas switch. Fixed unit includes upper cover, unit main body, lower seat and fixed bolt, unit main body is upper cover, lower seat and upper cover are fixed through fixed. The bolts are connected, the main body of the unit is equipped with rock specimens, and the rock specimens are located on the lower seat. The upper and lower ends of the buffer gas tank are connected with the fixed unit through the upper and lower intake pipelines respectively. The oil pump is connected with the main body of the fixed unit through the oil pipeline. The gas storage tank and the control system are installed outside the constant temperature system, and the gas storage tank is connected with the buffer gas tank through the gas storage pipeline and the gas storage switch. The gas storage switch is installed in the gas storage pipeline, and the control system is connected with the barometer through the data line.

【技术实现步骤摘要】
一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器
本专利技术涉及一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器。
技术介绍
岩石气体渗透率是岩石的重要属性，例如对于煤岩/页岩，岩石的气体渗透率直接决定着岩石的开采效率；对于泥岩/盐岩，岩石的气体渗透率则是评价岩石对于气体密封性和气体密封量的重要评价因素，在天然气储存和二氧化碳地质封存方面具有重要的作用。目前岩石气体渗透多采用现场钻芯取样，然后实验室进行测试，测试方法多采用恒流法和瞬流法，但是这两种方法都要求满足两个条件：第一，岩石气体渗透率较高，一般大于10-21m2；第二，岩石试样不能存在裂缝，否则岩石气体渗透路径主要通过裂缝传输，并非其本质渗透率。然而，对于超低渗开裂岩石，岩石的渗透率极低，一般小于10-21m2，无论采用恒流法还是瞬流法均较难进行测试，此外试样采集和后加工处理极易造成岩石试样产生微裂缝，甚至开裂，导致测试渗透率远大于岩石的实际渗透率，达不到测试目的。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器。它具有结构简单、安装方便和工作安全可靠等特点。不仅能够测试较易获得气体压力变化曲线，进而获取超低渗开裂岩石气体的渗透率，更重要的是渗透模式并非从岩石试样一侧渗透至另一测，而是从岩石试样两侧乃至岩石试样裂缝处渗透至岩石试样所有张开孔隙，即测试结果与岩石试样开裂与否无关，仅与超低渗开裂岩石试样中的本质孔隙有关，解决了岩石开裂导致的岩石试样渗透率无法测定的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器。它包括控制系统(如电脑)、恒温系统、用于测试岩石试件(试样)的固定单元、缓冲气罐、储气罐、油泵、油路、气体管路、气压表(最好为数字气压表)和气体开关，气体开关包括上进气开关、下进气开关和储气开关，气体管路包括上进气管路、下进气管路和储气管路，恒温系统内部设固定单元、缓冲气罐、油泵、油路、上进气管路、下进气管路、气压表和上进气开关、下进气开关和储气开关，固定单元包括上盖、单元主体、下座和固定螺栓，下座上设单元主体，单元主体上设上盖，下座与上盖通过固定螺栓相连接，单元主体内设岩石试件，岩石试件设在下座上，缓冲气罐上下两端分别通过上进气管路和下进气管路与固定单元相连接，上进气管路上设上进气开关和气压表，下进气管路上设下进气开关，油泵通过油路与固定单元的单元主体内腔相连通；恒温系统外部设储气罐和控制系统(如电脑)，储气罐通过储气管路和储气开关与缓冲气罐相连通，储气管路上设储气开关，控制系统通过数据线与气压表相连接。所述岩石试件的上下两侧均安装气体分散片，这样，所述岩石试件上下两侧安装气体分散片对气体进入路径进行分散处理，让气体进入路径更加均匀(如图2所示)，岩石试件上面设压头，岩石试件通过基座固定设在下座上，并采用橡胶皮套和金属套箍进行密封。所述缓冲气罐用于为孔隙率测试提供压力，缓冲气罐上端通过上进气管路与固定单元单元主体内腔的测试岩石试件相连接，缓冲气罐下端通过下进气管路与固定单元内腔的测试岩石试件相连接。所述储气罐，用于为缓冲气罐提供测试气体，储气罐通过储气管路与缓冲气罐相连通，并在储气管路上设储气开关。所述气压表为数字气压表，用于测试缓冲气罐的气体压力。所述油泵用于为固定单元的单元主体内腔提供围压，油泵上设油压表，用于测量固定单元单元主体内腔的围压。所述控制系统(如电脑)，用于连接气压表实时记录和输出缓冲气罐的气体压力随时间的变化曲线。所述数据线，用于连接数字气压表与控制系统(如电脑)。所述气体开关，用于控制气体在管道内的流动，其中，上进气开关控制固定单元上进气管路，下进气开关控制固定单元下进气管路，储气开关控制储气罐为缓冲气罐注入气体的气体管路。与现有技术相比，本专利技术产生的有益效果是：由于采用了上述结构，使用时，本专利技术不仅能够测试较易获得气体压力变化曲线，进而获取超低渗开裂岩石气体的渗透率，更重要的是渗透模式并非从岩石试样一侧渗透至另一测，而是从岩石试样两侧乃至岩石试样裂缝处渗透至岩石试样所有张开孔隙，即测试结果与岩石试样开裂与否无关，仅与超低渗开裂岩石试样中的气体孔隙有关，解决了岩石开裂导致的岩石试样渗透率无法测定的技术问题。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术岩石试件(试样)设置放大结构示意图；图3为本专利技术开裂岩石试件(试样)结构放大结构示意图；图4为本专利技术开裂岩石试件(试样)压强变化曲线示意图；图中：1－上盖、2－单元主体、3－岩石试件、4－固定螺栓、5－下座、6－基座、7－油路、8－油泵、9－恒温系统、10－储气管路、11－储气开关、12－储气罐、13－控制系统、14－数据线、15－缓冲气罐、16－上进气管路、17－气压表、18－上进气开关、19－下进气开关、20－下进气管路、21－气体分散片、22－压头、23－金属套箍、24－橡胶皮套、25－上进气口、26－出气口、27－裂缝和28－下进气口。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1至图4示出了本专利技术各种结构示意图。如图1至图4所示，本专利技术提供了一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器。它包括控制系统13(如电脑)、恒温系统9、用于测试岩石试件3(试样)的固定单元、缓冲气罐15、储气罐12、油泵8、油路7、气体管路、气压表17(最好为数字气压表17)和气体开关，气体开关包括上进气开关18、下进气开关19和储气开关11，气体管路包括上进气管路16、下进气管路20和储气管路10，恒温系统9内部设固定单元、缓冲气罐15、油泵8、油路7、上进气管路16、下进气管路20、气压表17和上进气开关18、下进气开关19和储气开关11，固定单元包括上盖1、单元主体2、下座5和固定螺栓4，下座5上设单元主体2，单元主体2上设上盖1，下座5与上盖1通过固定螺栓4相连接，单元主体2内设岩石试件3，岩石试件3设在下座5上，缓冲气罐15上下两端分别通过上进气管路16和下进气管路20与固定单元相连接，上进气管路16上设上进气开关18和气压表17，下进气管路20上设下进气开关19，油泵8通过油路7与固定单元的单元主体2内腔相连通；恒温系统9外部设储气罐12和控制系统13(如电脑)，储气罐12通过储气管路10和储气开关11与缓冲气罐15相连通，储气管路10上设储气开关11，控制系统13通过数据线14与气压表17相连接。所述岩石试件3的上下两侧均安装气体分散片21，所述气体分散片21就是让气体分散，然后均匀地从岩石试件3的整个表面渗透，而不是从气管的那个点渗透。这样，所述岩石试件3上下两侧安装气体分散片21对气体进入路径进行分散处理，让气体进入路径更加均匀(如图2所示)，岩石试件3上面设压头22，岩石试件3通过基座6固定设在下座5上，并采用橡胶皮套24和金属套箍23进行密封。所述缓冲气罐15用于为孔隙率测试提供压力，缓冲气罐15上端通过上进气管路16与固定单元单元主体2内腔的测试岩石试件3相连接，缓冲气罐15下端通过下进气管路20与固定单元内腔的测试岩石试件3相连接。所述储气罐12，用于为缓冲气罐15提供测试气体，储气罐12通过储气管路10与缓冲气罐15相连通，并在储气管路10上设储气开关11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器，它包括控制系统(13)、恒温系统(9)、用于测试岩石试件(3)的固定单元、缓冲气罐(15)、储气罐(12)、油泵(8)、油路(7)、气体管路、气压表(17)和气体开关，气体开关包括上进气开关(18)、下进气开关(19)和储气开关(11)，气体管路包括上进气管路(16)、下进气管路(20)和储气管路(10)，其特征在于：所述恒温系统(9)内部设固定单元、缓冲气罐(15)、油泵(8)、油路(7)、上进气管路(16)、下进气管路(20)、气压表(17)和上进气开关(18)、下进气开关(19)和储气开关(11)，固定单元包括上盖(1)、单元主体(2)、下座(5)和固定螺栓(4)，下座(5)上设单元主体(2)，单元主体(2)上设上盖(1)，下座(5)与上盖(1)通过固定螺栓(4)相连接，单元主体(2)内设岩石试件(3)，岩石试件(3)设在下座(5)上，缓冲气罐(15)上下两端分别通过上进气管路(16)和下进气管路(20)与固定单元相连接，上进气管路(16)上设上进气开关(18)和气压表(17)，下进气管路(20)上设下进气开关(19)，油泵(8)通过油路(7)与固定单元的单元主体(2)内腔相连通；恒温系统(9)外部设储气罐(12)和控制系统(13)，储气罐(12)通过储气管路(10)和储气开关(11)与缓冲气罐(15)相连通，储气管路(10)上设储气开关(11)，控制系统(13)通过数据线(14)与气压表(17)相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器，它包括控制系统(13)、恒温系统(9)、用于测试岩石试件(3)的固定单元、缓冲气罐(15)、储气罐(12)、油泵(8)、油路(7)、气体管路、气压表(17)和气体开关，气体开关包括上进气开关(18)、下进气开关(19)和储气开关(11)，气体管路包括上进气管路(16)、下进气管路(20)和储气管路(10)，其特征在于：所述恒温系统(9)内部设固定单元、缓冲气罐(15)、油泵(8)、油路(7)、上进气管路(16)、下进气管路(20)、气压表(17)和上进气开关(18)、下进气开关(19)和储气开关(11)，固定单元包括上盖(1)、单元主体(2)、下座(5)和固定螺栓(4)，下座(5)上设单元主体(2)，单元主体(2)上设上盖(1)，下座(5)与上盖(1)通过固定螺栓(4)相连接，单元主体(2)内设岩石试件(3)，岩石试件(3)设在下座(5)上，缓冲气罐(15)上下两端分别通过上进气管路(16)和下进气管路(20)与固定单元相连接，上进气管路(16)上设上进气开关(18)和气压表(17)，下进气管路(20)上设下进气开关(19)，油泵(8)通过油路(7)与固定单元的单元主体(2)内腔相连通；恒温系统(9)外部设储气罐(12)和控制系统(13)，储气罐(12)通过储气管路(10)和储气开关(11)与缓冲气罐(15)相连通，储气管路(10)上设储气开关(11)，控制系统(13)通过数据线(14)与气压表(17)相连接。2.如权利要求1所述的用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器，其特征在于：所述岩石试件(3)的上下两侧均安装气体分散片(21)，岩石试件(3)上面设压头(22)，岩石试件(3)通过基座(6)固定设在下座(5)上，并采用橡胶皮套(24)和金属套箍(23)进行密封。3.如权利要求1所述的用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器，其特征在于：所述缓冲气罐(15)用于为孔隙率测试提供压力，缓冲气罐(15)上端通过上进气管路(16)与固定单元单元主体(2)内腔的测试岩石试件(3)相连接，缓冲气罐(15)下端通过下进气管路(20)与固定单元内腔的测试岩石试件(3)相连接。4.如权利要求1所述的用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器，其特征在于：所述储气罐(12)，用于为缓冲气罐(15)提供测试气体，储气罐(12)通过储气管路(10)与缓冲气罐(15)相连通，并在储气管路(10)上设储气开关(11)。5.如权利要求1所述的用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器，其特征在于：所述气压表(17)为数字气压表(17)，用于测试缓冲气罐(15)的气体压力。6.如权利要求1所述的用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器，其特征在于：所述油泵(8)用于为固定单元的单元主体(2)内腔提供围压，油泵(8)上设油压表，用于测量固定单元单元主体(2)内腔的围压。7.如权利要求1所述的用于超低渗开裂岩石气体渗透率的测试仪器，其特征在于：所述控制系统(13)，用于连接气压...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杨，王妍白，宋嘉轩，王嘉奕，王保元，周如珊，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32