一种裂隙渗流试验系统及方法技术方案

本发明专利技术提供裂隙渗流试验系统，涉及裂隙渗流技术领域；裂隙渗流试验系统包括渗流机构，所述渗流机构包括底板、上盘夹持组件和移动组件；底板上相对设置有两个下盘限位块；移动组件包括横梁、两根立柱和升降平台；两根立柱竖直设置在底板上；横梁的两端分别设置在两根立柱上；升降平台设置在横梁上；上盘夹持组件包括连接件、第三安装板和两个上盘限位块；连接件的上端与升降平台连接，另一端与第三安装板顶部连接；两个上盘限位块相对设置在第三安装板的底部；上盘限位块的一侧贯穿设置有多个第五螺栓；本发明专利技术还提出一种裂隙渗流试验方法；本发明专利技术中的裂隙渗流试验系统能够同时具备夹持不同尺寸裂隙试样和调节裂隙开度的功能，使用方便。用方便。用方便。

【技术实现步骤摘要】
一种裂隙渗流试验系统及方法


[0001]本专利技术涉及裂隙渗流
，尤其涉及一种裂隙渗流试验系统及方法。

技术介绍

[0002]岩体中发育的裂隙是流体流动的主要通道，研究裂隙岩体渗流对油气开采、地热资源开发、碳固存、核废料存贮以及污染物的运移等具有重要意义。岩石单裂隙渗流作为研究裂隙岩体网络渗流的基础，在渗流领域一直被高度关注。裂隙的粗糙度、尺寸大小和开度等因素对裂隙渗流有着重要影响，由于现场试验存在难度大、成本高等缺点，因此室内试验对于研究这些因素的影响是一个较好的解决方案。现有的裂隙渗流试验系统中的渗流机构不同时具备夹持不同尺寸裂隙试样和调节裂隙开度的功能，导致使用不够方便。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在解决现有的裂隙渗流试验系统中的渗流机构不同时具备夹持不同尺寸裂隙试样和调节裂隙开度两种功能的技术问题。
[0004]本专利技术提供一种裂隙渗流试验系统，包括渗流机构，所述渗流机构包括底板、上盘夹持组件和移动组件；
[0005]所述底板上相对设置有两个下盘限位块，所述下盘限位块之间的间距可调；两个所述下盘限位块用于夹持不同尺寸的裂隙试样下盘；
[0006]所述移动组件包括横梁、两根立柱和升降平台；两根所述立柱竖直设置在所述底板上；所述横梁的两端分别设置在两根所述立柱上，所述横梁可沿所述立柱上下移动；所述升降平台设置在所述横梁上，用于驱动所述上盘夹持组件上下移动；所述升降平台可沿所述横梁的长度方向移动；
[0007]所述上盘夹持组件包括连接件、第三安装板和两个上盘限位块；所述连接件的上端与所述升降平台连接，另一端与所述第三安装板顶部连接；两个所述上盘限位块相对设置在所述第三安装板的底部，所述上盘限位块之间的间距可调；所述上盘限位块的一侧贯穿设置有多个第五螺栓；多个所述第五螺栓与所述上盘限位块配合，用于夹持不同尺寸的裂隙试样上盘。
[0008]在一些优选地实施例中，所述底板上设置有若干个螺纹孔，若干个所述螺纹孔呈直线均匀分布在所述底板上；所述下盘限位块上设置有第一条形安装孔，用于安装第一螺栓；所述第一条形安装孔沿所述螺纹孔的排布方向设置；所述下盘限位块通过所述第一螺栓与所述螺纹孔配合，可移动地设置在所述底板上；通过调整所述下盘限位块之间的间距，可以夹持不同尺寸的裂隙试样下盘。
[0009]在一些优选地实施例中，所述底板的底部设置有支脚；所述底板的顶部设置有水平仪；所述支架与所述水平仪配合，用于调节所述底板至水平。
[0010]在一些优选地实施例中，所述立柱的一侧设置有第一T型导槽，所述第一T型导槽竖直设置；所述第一T型导槽内可移动地设置有第一T型滑块；所述横梁的两端分别设置有
第二安装板；所述第二安装板与所述第一T型滑块通过第二螺栓连接；通过旋转所述第二螺栓，调节所述第一T型滑块与所述立柱之间的松紧程度，进而实现所述横梁的固定或者移动。
[0011]在一些优选地实施例中，所述渗流机构还包括第一安装板；所述横梁底部设置有第二T型导槽，所述第二T型导槽沿所述横梁的长度方向设置；所述第二T型导槽内可移动地设置有第二T型滑块；所述第一安装板通过第三螺栓与所述第二T型滑块连接；所述升降平台安装在所述第一安装板的底部；通过旋转所述第三螺栓，调节所述第二T型滑块与所述横梁柱之间的松紧程度，进而实现所述升降平台的固定或者移动。
[0012]在一些优选地实施例中，所述第三安装板上设置有第二条形安装孔，用于安装第四螺栓；所述第二条形安装孔沿所述第三安装板的长度方向设置；所述上盘限位块通过所述第四螺栓与所述第三安装板连接；通过改变所述第四螺栓在所述第二条形安装孔内的位置，可以调节所述上盘限位块之间的间距，进而实现对不同尺寸的裂隙试样下盘的夹持。
[0013]在一些优选地实施例中，所述裂隙渗流试验系统还包括进水槽、出水槽、两块密封板、第一容器、流体供给机构、第二容器、电子天平和计算机；
[0014]两块所述密封板相对设置在裂隙试样的两侧，用于密封所述裂隙试样的两侧；
[0015]所述进水槽和所述出水槽相对设置在所述裂隙试样的另外两侧，并与所述裂隙试样的裂隙连通，用于将流体导入所述裂隙中；
[0016]所述流体供给机构的进液口与所述第一容器连通，出液口与所述进水槽连通；所述流体供给机构用于将所述第一容器中的流体输送至所述进水槽内，并使得所述进水槽内的流体流经所述裂隙；
[0017]所述出水槽与所述第二容器连通，用于将所述出水槽内的流体输送至所述第二容器内；所述第二容器设置在所述电子天平上；所述电子天平与所述计算机电性连接，用于将所述第二容器及其内部流体的质量发送至所述计算机。
[0018]在一些更加优选地实施例中，所述进水槽和所述出水槽之间还设置有压差计，用于测量所述进水槽和所述出水槽内流体的压力差；
[0019]在一些更加优选地实施例中，所述出水槽的顶部还设置有排气孔。
[0020]本专利技术还提出一种采用上述裂隙渗流试验系统的裂隙渗流试验方法，包括如下步骤：
[0021]S1、裂隙试样的制作：采用Synfrac软件生成所述裂隙试样的三维裂隙数值模型，然后将所述三维裂隙数值模型的点云数据导入到Matlab软件中进行优化处理，再通过Geomagic studio软件将所述Matlab软件处理后的所述点云数据转换成3D雕刻机需要的格式，并将所述Geomagic studio软件处理后的所述点云数据导入所述3D雕刻机中，通过所述3D雕刻机制作所述裂隙试样；
[0022]S2、将所述裂隙试样放置在所述底板上，调整所述下盘限位块的间距，将所述裂隙试样下盘固定在所述底板上；
[0023]S3、移动所述升降平台，使得所述上盘夹持组件位于所述裂隙试样的正上方，并使得所述升降平台处于最大行程处；然后，调整所述上盘限位块的位置至最外侧，使得所述上盘限位块的间距最大；
[0024]S4、向下移动所述上盘夹持组件至所述第三安装板与所述裂隙试样上盘的顶部抵
接；移动所述上盘限位块，使得所述上盘限位块与所述裂隙试样上盘的两侧贴合；然后拧入所述第五螺栓，使得所述第五螺栓与所述裂隙试样上盘抵接，实现对所述裂隙试样上盘的夹持；
[0025]S5、通过所述升降平台驱动所述裂隙试样上盘上移，调节所述裂隙试样的裂隙的开度；
[0026]S6、将所述密封板相对设置在所述裂隙试样的两侧，并将所述进水槽和所述出水槽相对设置在所述裂隙试样的另外两侧，使得所述进水槽和所述出水槽分别与所述裂隙连通；将所述流体供给机构的进液口和出液口分别与所述第一容器和所述进水槽连通；将所述出水槽与所述第二容器连通；
[0027]S7、启动所述流体供给机构，先将所述进水槽和所述裂隙中的空气排出，然后通过所述电子天平记录相同时间间隔下所述第二容器及其内部流体的质量变化，取平均值，即可得到所述裂隙试样的渗流流量。
[0028]本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术裂隙渗流试验系统中的渗流机构包括底板、上盘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种裂隙渗流试验系统，包括渗流机构，其特征在于，所述渗流机构包括底板、上盘夹持组件和移动组件；所述底板上相对设置有两个下盘限位块，所述下盘限位块之间的间距可调；两个所述下盘限位块用于夹持不同尺寸的裂隙试样下盘；所述移动组件包括横梁、两根立柱和升降平台；两根所述立柱竖直设置在所述底板上；所述横梁的两端分别设置在两根所述立柱上，所述横梁可沿所述立柱上下移动；所述升降平台设置在所述横梁上，用于驱动所述上盘夹持组件上下移动；所述升降平台可沿所述横梁的长度方向移动；所述上盘夹持组件包括连接件、第三安装板和两个上盘限位块；所述连接件的上端与所述升降平台连接，另一端与所述第三安装板顶部连接；两个所述上盘限位块相对设置在所述第三安装板的底部，所述上盘限位块之间的间距可调；所述上盘限位块的一侧贯穿设置有多个第五螺栓；多个所述第五螺栓与所述上盘限位块配合，用于夹持不同尺寸的裂隙试样上盘。2.根据权利要求1所述的裂隙渗流试验系统，其特征在于，所述底板上设置有若干个螺纹孔，若干个所述螺纹孔呈直线均匀分布在所述底板上；所述下盘限位块上设置有第一条形安装孔，用于安装第一螺栓；所述第一条形安装孔沿所述螺纹孔的排布方向设置；所述下盘限位块通过所述第一螺栓与所述螺纹孔配合，可移动地设置在所述底板上；通过调整所述下盘限位块之间的间距，可以夹持不同尺寸的裂隙试样下盘。3.根据权利要求1所述的裂隙渗流试验系统，其特征在于，所述底板的底部设置有支脚；所述底板的顶部设置有水平仪；所述支架与所述水平仪配合，用于调节所述底板至水平。4.根据权利要求1所述的裂隙渗流试验系统，其特征在于，所述立柱的一侧设置有第一T型导槽，所述第一T型导槽竖直设置；所述第一T型导槽内可移动地设置有第一T型滑块；所述横梁的两端分别设置有第二安装板；所述第二安装板与所述第一T型滑块通过第二螺栓连接；通过旋转所述第二螺栓，调节所述第一T型滑块与所述立柱之间的松紧程度，进而实现所述横梁的固定或者移动。5.根据权利要求1所述的裂隙渗流试验系统，其特征在于，所述渗流机构还包括第一安装板；所述横梁底部设置有第二T型导槽，所述第二T型导槽沿所述横梁的长度方向设置；所述第二T型导槽内可移动地设置有第二T型滑块；所述第一安装板通过第三螺栓与所述第二T型滑块连接；所述升降平台安装在所述第一安装板的底部；通过旋转所述第三螺栓，调节所述第二T型滑块与所述横梁柱之间的松紧程度，进而实现所述升降平台的固定或者移动。6.根据权利要求1所述的裂隙渗流试验系统，其特征在于，所述第三安装板上设置有第二条形安装孔，用于安装第四螺栓；所述第二条形安装孔沿所述第三安装板的长度方向设置；所述上盘限位块通过所述第四螺栓与所述第三安装板连接；通过改变所述第四螺栓在所述第二条形安装孔内的位置，可以调节所述上盘限位块之间的间距，进而实现对不同尺寸的裂隙试样下盘的夹持。7.根据权利要求1所述的裂隙渗流试验系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长冬，朱寅斌，周佳庆，卿贤，高卉，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：