一种用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器制造技术

本发明专利技术公开一种用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，包括岩心固定系统、渗流系统、围压加载系统及支撑底座，岩心固定系统包括中空堵头体和套筒，套筒用于固定岩心试样，套筒两端分别设置有上堵头和下堵头；渗流系统的渗流液进液流量泵通过渗流液进管与下堵头的底端连接，渗流液出液流量泵通过渗流液出管与上堵头的顶端连接；围压加载系统的围压罩倒扣在中空堵头体的外部，围压液进液流量泵通过围压液进管与围压罩的一侧连接，围压液出液流量泵通过围压液出管与围压罩的另一侧连接。本发明专利技术结构简单紧凑，造价成本低，通过设置覆盖式围压加载系统，不仅可有效减少漏点，同时能够实现在进行原位CT扫描的同时进行外加围压的渗流实验，可操作性强。

A Core Holder for in-situ CT Scanning of Seepage

The invention discloses a core holder for in-situ CT scanning of seepage, which includes core fixing system, seepage system, confining pressure loading system and support base. The core fixing system includes hollow plug body and sleeve. The sleeve is used to fix core samples, and the upper plug and the lower plug are respectively arranged at both ends of the sleeve. The bottom end of the plug is connected, and the flow pump of the seepage fluid is connected with the top of the upper plug through the seepage fluid outlet pipe; the confining cover of the confining pressure loading system is buckled upside down outside the hollow plug body; the flow pump of the confining fluid is connected with one side of the confining cover through the confining fluid inlet pipe; and the flow pump of the confining fluid outlet is connected with the other side of the confining cover through the confining fluid outlet pipe. The invention has simple and compact structure and low cost. By setting up a covering confining pressure loading system, not only leakage points can be effectively reduced, but also seepage experiments of external confining pressure can be carried out simultaneously with in situ CT scanning, which has strong operability.

【技术实现步骤摘要】
一种用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器
本专利技术涉及一种用于原位CT扫描的渗流实验设备，特别是涉及一种用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器。
技术介绍
原位CT扫描是指在保持实验温度压力条件的情况下对样品进行实时CT扫描。目前现有的渗流实验设备中，多采用轻质铝-碳纤维复合材料夹持器，因轻质铝-碳纤维复合材料允许CT扫描的X射线通过，且不会对CT扫描过程造成很大影响，因此，轻质铝-碳纤维复合材料夹持器可以作为需要进行原位CT扫描的渗流实验中夹持样品的部件。但是这种轻质铝-碳纤维复合材料的夹持器不仅价格昂贵，而且结构复杂，接口多，易发生渗漏，夹持器必须经过改装才能与CT扫描仪配套，无法直接在CT扫描仪内实时进行流体通过岩心样品的渗流实验。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单，不易渗漏，并且能够与微米CT扫描仪兼容的，用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，包括岩心固定系统、渗流系统、围压加载系统及支撑底座，所述岩心固定系统包括中空堵头体和套筒，所述中空堵头体竖直固定在所述支撑底座上，所述套筒固定在所述中空堵头体的内部顶端，所述套筒用于固定岩心试样，所述套筒的顶端和底端分别设置上堵头和下堵头；所述渗流系统包括渗流液进液流量泵和渗流液出液流量泵，所述渗流液进液流量泵通过渗流液进管与所述下堵头的底端连接，所述渗流液出液流量泵通过渗流液出管与所述上堵头的顶端连接；所述围压加载系统包括围压罩、围压液进液流量泵和围压液出液流量泵，所述围压罩倒扣在所述中空堵头体的外部，且所述围压罩的开口与所述支撑底座的上表面密封连接，所述围压液进液流量泵通过围压液进管与所述围压罩的一侧连接，所述围压液出液流量泵通过围压液出管与所述围压罩的另一侧连接。可选的，所述中空堵头体为氧化铝陶瓷中空堵头体。可选的，所述围压罩为氧化铝陶瓷围压罩，所述围压罩的顶端设置有排气口。可选的，所述套筒为胶套或聚醚醚酮树脂(PEEK)套。可选的，所述支撑底座为二阶凸台型底座，所述中空堵头体与所述二阶凸台型底座的顶端面中心固定连接。可选的，所述围压罩倒扣在所述二阶凸台型底座的顶端凸台的外部，所述围压罩与所述二阶凸台型底座之间螺纹连接。可选的，所述渗流液进液流量泵和所述渗流液出液流量泵对称分布在所述围压罩的外周，所述渗流液进管贯穿所述二阶凸台型底座的内部自所述中空堵头体的底端进入所述中空堵头体内；所述渗流液出管贯穿所述二阶凸台型底座的内部自所述中空堵头体的顶端进入所述中空堵头体内。可选的，所述围压液进液流量泵和所述围压液出液流量泵对称分布在所述围压罩的外周，所述二阶凸台型底座的顶端面设置有围压液进阀门和围压液出阀门，所述围压液进管贯穿所述二阶凸台型底座的内部与所述围压液进阀门连接；所述渗流液出管贯穿所述二阶凸台型底座的内部与所述围压液出阀门连接。可选的，所述渗流液出管上设置有背压阀，所述背压阀用于调节渗流液的流量。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提出的用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，结构简单紧凑，并且可与多种渗流系统兼容，既可实现在线实时渗流过程的扫描，也可与渗流系统脱离实现离线保压扫描；同时通过设置结构新颖的覆盖式围压加载系统，不仅围压均匀加载，而且可有效减少围压液渗漏，有效减少漏点，泄漏风险低，整个夹持器可置于CT扫描仪内部，能够实现在进行原位CT扫描的同时进行外加围压的渗流实验，达到了流体在通过岩心试样的同时进行原位渗流CT扫描的目的，可操作性强。另外，本专利技术中覆盖式围压罩以及中空堵头体均采用高强度的氧化铝陶瓷制作，氧化铝陶瓷材料不仅对X射线的吸收程度很低，不会对扫描过程造成干扰，而且可大幅降低岩心夹持器的造价成本。此外，本专利技术的岩心夹持器中，各个阀门、管线以及流量泵均集中设置在支撑底座的上表面，不仅便于操作及更换，而且可减少夹持器在CT扫描内占据空间，实用性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提出的用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器的俯视图；图2为图1的A-A剖面示意图；图3为图1的B-B剖面示意图；图4为本专利技术中空堵头体顶端结构放大图；其中，附图标记为：1、支撑底座；2、中空堵头体；3、套筒；4、渗流液进液流量泵；5、渗流液出液流量泵；6、渗流液进管；7、渗流液出管；8、围压罩；9、围压液进液流量泵；10、围压液出液流量泵；11、围压液进管；12、围压液出管；13、排气口；14、X射线源；15、X射线接收器；16、岩心试样；17、围压液；18、上堵头；19、下堵头。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种结构简单，不易渗漏，并且能够与微米CT扫描仪兼容的，用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器。基于此，本专利技术提供一种用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，包括岩心固定系统、渗流系统、围压加载系统及支撑底座，岩心固定系统包括中空堵头体和套筒，中空堵头体竖直固定在支撑底座上，套筒固定在中空堵头体的内部顶端，套筒用于固定岩心试样，套筒的顶端和底端分别设置上堵头和下堵头；渗流系统包括渗流液进液流量泵和渗流液出液流量泵，渗流液进液流量泵通过渗流液进管与下堵头的底端连接，渗流液出液流量泵通过渗流液出管与上堵头的顶端连接；围压加载系统包括围压罩、围压液进液流量泵和围压液出液流量泵，围压罩倒扣在中空堵头体的外部，且围压罩的开口与支撑底座的上表面密封连接，围压液进液流量泵通过围压液进管与围压罩的一侧连接，围压液出液流量泵通过围压液出管与围压罩的另一侧连接。本专利技术提出的用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，结构简单紧凑，并且可与多种渗流系统兼容，既可实现在线实时渗流过程的扫描，也可与渗流系统脱离实现离线保压扫描；同时通过设置结构新颖的覆盖式围压加载系统，不仅围压均匀加载，而且可有效减少围压液渗漏，有效减少漏点，泄漏风险低，整个夹持器可置于CT扫描仪内部，能够实现在进行原位CT扫描的同时进行外加围压的渗流实验，达到了流体在通过岩心试样的同时进行原位渗流CT扫描的目的，可操作性强。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一：如图1～4所示，本实施例提供一种用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，包括岩心固定系统、渗流系统、围压加载系统及支撑底座1，岩心固定系统包括中空堵头体2和套筒3，中空堵头体2竖直固定在支撑底座1的顶端面，套筒3固定在中空堵头体2的内部顶端，套筒3用于固定岩心试样16，如图4所示，套筒3的顶端和底端分别设置上堵头18和下堵头19，以将岩心试样16固封在套筒3内，其中上堵头18和下堵头19均优选为起密封作用的胶垫结构，密封性好，而且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，其特征在于：包括岩心固定系统、渗流系统、围压加载系统及支撑底座，所述岩心固定系统包括中空堵头体和套筒，所述中空堵头体竖直固定在所述支撑底座上，所述套筒固定在所述中空堵头体的内部顶端，所述套筒用于固定岩心试样，所述套筒的顶端和底端分别设置上堵头和下堵头；所述渗流系统包括渗流液进液流量泵和渗流液出液流量泵，所述渗流液进液流量泵通过渗流液进管与所述下堵头的底端连接，所述渗流液出液流量泵通过渗流液出管与所述上堵头的顶端连接；所述围压加载系统包括围压罩、围压液进液流量泵和围压液出液流量泵，所述围压罩倒扣在所述中空堵头体的外部，且所述围压罩的开口与所述支撑底座的上表面密封连接，所述围压液进液流量泵通过围压液进管与所述围压罩的一侧连接，所述围压液出液流量泵通过围压液出管与所述围压罩的另一侧连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，其特征在于：包括岩心固定系统、渗流系统、围压加载系统及支撑底座，所述岩心固定系统包括中空堵头体和套筒，所述中空堵头体竖直固定在所述支撑底座上，所述套筒固定在所述中空堵头体的内部顶端，所述套筒用于固定岩心试样，所述套筒的顶端和底端分别设置上堵头和下堵头；所述渗流系统包括渗流液进液流量泵和渗流液出液流量泵，所述渗流液进液流量泵通过渗流液进管与所述下堵头的底端连接，所述渗流液出液流量泵通过渗流液出管与所述上堵头的顶端连接；所述围压加载系统包括围压罩、围压液进液流量泵和围压液出液流量泵，所述围压罩倒扣在所述中空堵头体的外部，且所述围压罩的开口与所述支撑底座的上表面密封连接，所述围压液进液流量泵通过围压液进管与所述围压罩的一侧连接，所述围压液出液流量泵通过围压液出管与所述围压罩的另一侧连接。2.根据权利要求1所述的用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，其特征在于：所述中空堵头体为氧化铝陶瓷中空堵头体。3.根据权利要求1所述的用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，其特征在于：所述围压罩为氧化铝陶瓷围压罩，所述围压罩的顶端设置有排气口。4.根据权利要求1所述的用于原位渗流CT扫描的岩心夹持器，其特征在于：所述套筒为胶套或聚醚醚酮树脂套。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张力为，胡元武，王燕，李小春，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42