專(zhuān)利名稱(chēng)：一種巖芯夾持壓力容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巖芯夾持壓力容器，更具體涉及一種測(cè)定應(yīng)力條件下流體在巖石 中的賦存、流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)裝置中的壓力容器；尤其適用于靜水壓力下流體在巖石中的特 性實(shí)驗(yàn)。
背景技術(shù)：
流體在巖石中的賦存(如吸附)、流動(dòng)(滲流)特性與巖石所處的應(yīng)力條件(包括軸 向應(yīng)力和側(cè)向應(yīng)力)有關(guān)。測(cè)定應(yīng)力條件下流體在巖石中的賦存、流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)一般是在 三軸壓力室或者巖芯夾持器里面完成的。三軸壓力室和巖芯夾持器的特點(diǎn)是均能向巖石施 加軸向應(yīng)力和側(cè)向應(yīng)力。但是它們有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是巖石試樣裝、卸過(guò)程比較麻煩， 操作繁瑣，比如三軸壓力室裝、卸試樣是需要?jiǎng)佑秒妱?dòng)吊車(chē)，而巖芯夾持器裝、卸過(guò)程亦不 方便，因?yàn)闊o(wú)法看到容器內(nèi)部。然而，在一些特殊情況下，人們關(guān)心的是只有圍壓(靜水壓力)條件下流體在巖石 中的賦存、流動(dòng)特性，這時(shí)就不需要施加軸向壓力，也就不需要像三軸壓力室那樣大的壓力 容器。如果能夠制作一種只施加靜水壓力，試樣裝、卸又比一般的巖芯夾持器方便，而且外 觀較為小巧的壓力容器，那么必定使實(shí)驗(yàn)過(guò)程變得簡(jiǎn)便易行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有巖芯夾持器和三軸壓力室的上述缺點(diǎn)和不足，提 供了一種巖芯夾持壓力容器，替代測(cè)定靜水壓力條件下流體在巖石中的賦存、流動(dòng)特性的 實(shí)驗(yàn)裝置中的巖芯夾持器或者三軸壓力室。該容器外觀小巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便、可操作 性強(qiáng)、容器耗材少、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)、可以提高實(shí)驗(yàn)效率，具有廣泛的應(yīng)用前景。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種巖芯夾持壓力容器包括底座、頂蓋、上墊塊、第一分水板、第二分水板、出液口、第 一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、螺栓、不銹鋼管、第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈、第一 流體進(jìn)/出口、第二流體進(jìn)/出口、熱收縮管、進(jìn)液口。各部件具體結(jié)構(gòu)連接關(guān)系如下
頂蓋和底座通過(guò)螺栓連接；上墊塊上的第三流體進(jìn)/出口通過(guò)不銹鋼管與底座上的第 一流體進(jìn)/出口連接；上墊塊和底座分別通過(guò)第一分水板和第二分水板與試驗(yàn)樣品連接， 其外部通過(guò)熱收縮管包裹；第一密封圈嵌置在上墊塊上的第一凹槽內(nèi)；第二密封圈嵌置在 底座上的第二凹槽內(nèi)；第三密封圈嵌置在底座上的第三凹槽內(nèi)；頂蓋的頂部設(shè)置有出液 口 ；底座上設(shè)置有第一流體進(jìn)/出口、第二流體進(jìn)/出口和進(jìn)液口。所述的頂蓋為鐘罩形。所述的不銹鋼管將上墊塊上的第三流體進(jìn)/出口與底座上的第一流體進(jìn)/出口連 接。利用本發(fā)明進(jìn)行圍壓(靜水壓力)條件下流體在巖石中的賦存、流動(dòng)特性測(cè)定 實(shí)驗(yàn)方法如下1、將上墊塊、第一分水板與巖石試樣及第二分水板、底座整齊地疊放在一起，并將熱收 縮管套在它們周?chē)?，然后用電熱吹風(fēng)槍對(duì)熱收縮管周?chē)M(jìn)行加熱，隨后熱收縮管開(kāi)始收縮， 并將上墊塊、第一分水板與巖石試樣及第二分水板、底座緊緊地連接在一起。通過(guò)不銹鋼管 將上墊塊上的第三流體進(jìn)/出口與底座上的第一流體進(jìn)/出口連接起來(lái)。2、通過(guò)螺栓將頂蓋和底座連接。3、利用注液泵通過(guò)底座上的進(jìn)液口向容器內(nèi)注入液體(水、油等)，直至頂蓋頂部 的出液口開(kāi)始有液體流出，此時(shí)關(guān)閉出液口，繼續(xù)利用注液泵給容器內(nèi)的液體加壓，直到容 器內(nèi)液體壓力達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需壓力(即圍壓，靜水壓力)。4、此時(shí)將其它實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的流體注入裝置和流體收集裝置分別與本發(fā)明中的第 一流體進(jìn)/出口和第二流體進(jìn)/出口連接起來(lái)，即可向靜水壓力條件下的巖石試樣注入流 體，進(jìn)行靜水壓力條件下流體在巖石中的賦存、流動(dòng)特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果
1、一種巖芯夾持壓力容器，該容器外觀小巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便，大大減小了試樣更 換過(guò)程的繁瑣程度。2、一種巖芯夾持壓力容器，該容器用材料少、成本低廉，有效地降低了成本。3、應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行靜水壓力條件下流體在巖石中的賦存、流動(dòng)特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)，可 以取得與使用三軸壓力室和巖芯夾持器相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？傊?，本發(fā)明克服了現(xiàn)有三軸壓力室和巖芯夾持器在試樣裝、卸操作上存在的缺 點(diǎn)和不足，提供一種新型的巖芯夾持壓力容器，可替代測(cè)定靜水壓力條件下流體在巖石中 的賦存、流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)裝置中的巖芯夾持器或者三軸壓力室。實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)裝置的優(yōu)化，簡(jiǎn) 化了操作過(guò)程，加快了試驗(yàn)速度，提高了實(shí)驗(yàn)效率。


圖1為一種巖芯夾持壓力容器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為頂蓋結(jié)構(gòu)示意圖(主視)；
圖3為頂蓋結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)； 圖4為底座結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)； 圖5為底座A-A剖面圖； 圖6為底座B-B剖面圖； 圖7為上墊塊結(jié)構(gòu)示意圖(主視)； 圖8為分水板結(jié)構(gòu)示意圖(俯視)。其中
1—-底座；2—頂蓋；3—上墊塊；4--第—-分水板；5—第二分水板6—出液口；7--第—-凹槽；8—第二凹槽；9一螺栓；1 Ο-—第:三凹槽；11一不銹鋼管；12—第一密封圈；ι 3-—第:二密封圈；14一第三密封圈；15—第一流體進(jìn)/出口16-—第:二流體進(jìn)/‘出口 ；17—熱收縮管；18—進(jìn)液口 ；19-—第:三流體進(jìn)/‘出口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明
一種巖芯夾持壓力容器，包括底座1、頂蓋2、上墊塊3、第一分水板4、第二分水板5、出 液口 6、第一凹槽7、第二凹槽8、螺栓9、第三凹槽10、不銹鋼管11、第一密封圈12、第二密 封圈13、第三密封圈14、第一流體進(jìn)/出口 15、第二流體進(jìn)/出口 16、熱收縮管17、進(jìn)液口 18、第三流體進(jìn)/出口 19。各部件具體結(jié)構(gòu)連接關(guān)系如下
其特征在于頂蓋2和底座1通過(guò)螺栓9連接；上墊塊3上的第三流體進(jìn)/出口 19通 過(guò)不銹鋼管11與底座1上的第一流體進(jìn)/出口 14連接；上墊塊3和底座1分別通過(guò)第一 分水板4和第二分水板5與試驗(yàn)樣品連接，其外部通過(guò)熱收縮管17包裹；第一密封圈12嵌 置在上墊塊3上的第一凹槽7內(nèi)；第二密封圈13嵌置在底座1上的第二凹槽8內(nèi)；第三密 封圈14嵌置在底座1上的第三凹槽10內(nèi)；頂蓋2的頂部設(shè)置有出液口 6 ；底座1上分別設(shè) 置有第一流體進(jìn)/出口 15、第二流體進(jìn)/出口 16和進(jìn)液口 18。所述的頂蓋2為鐘罩形。所述的上墊塊3、第一分水板4與巖石試樣及第二分水板5、底座1整齊地疊放在 一起，并將熱收縮管17套在它們周?chē)?。所述的上墊塊3、第一分水板4與巖石試樣及第二分水板5、底座1緊緊地連接。不 銹鋼管11將上墊塊3上的第三流體進(jìn)/出口 19與底座1上的第一流體進(jìn)/出口 15連接。所述的螺栓9將頂蓋2和底座1連接。所述第一流體進(jìn)/出口 15和第二流體進(jìn)/出口 16是相互的，若流體從第一流體 進(jìn)/出口 15流進(jìn)，則從第二流體進(jìn)/出口 16流出，若流體從第二流體進(jìn)/出口 16流進(jìn)，則 從第一流體進(jìn)/出口 15流出。利用本發(fā)明進(jìn)行圍壓(靜水壓力)條件下流體在巖石中的賦存、流動(dòng)特性測(cè)定實(shí)驗(yàn) 方法如下
1、將上墊塊3、第一分水板4與巖石試樣及第二分水板5、底座1整齊地疊放在一起，并 將熱收縮管17套在它們周?chē)缓笥秒姛岽碉L(fēng)槍對(duì)熱收縮管17周?chē)M(jìn)行加熱，隨后熱收縮 管17開(kāi)始收縮，并將上墊塊3、第一分水板4與巖石試樣及第二分水板5、底座1緊緊地連 接在一起。通過(guò)不銹鋼管11將上墊塊3上的第三流體進(jìn)/出口 19與底座1上的第一流體 進(jìn)/出口 15連接起來(lái)。2、通過(guò)螺栓9將頂蓋2和底座1連接。3、利用注液泵通過(guò)底座1上的進(jìn)液口 18向容器內(nèi)注入液體(水、油等)，直至頂蓋 2頂部的出液口 6開(kāi)始有液體流出，此時(shí)關(guān)閉出液口 6，繼續(xù)利用注液泵給容器內(nèi)的液體加 壓，直到容器內(nèi)液體壓力達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需壓力(即圍壓，靜水壓力)。4、此時(shí)將其它實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的流體注入裝置和流體收集裝置分別與本發(fā)明中的第 一流體進(jìn)/出口 15和第二流體進(jìn)/出口 16連接起來(lái)，即可向靜水壓力條件下的巖石試樣 注入流體，進(jìn)行靜水壓力條件下流體在巖石中的賦存、流動(dòng)特性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
一種巖芯夾持壓力容器，它包括底座(1)、頂蓋(2)、上墊塊(3)、分水板(4)，其特征在于頂蓋(2)和底座(1)通過(guò)螺栓(9)連接；上墊塊(3)上的第三流體進(jìn)/出口(19)通過(guò)不銹鋼管(11)與底座(1)上的第一流體進(jìn)/出口(15)連接；上墊塊(3)和底座(1)分別通過(guò)第一分水板(4)和第二分水板(5)與試驗(yàn)樣品連接，其外部通過(guò)熱收縮管(17)包裹；第一密封圈(12)嵌置在上墊塊(3)上的第一凹槽(7)內(nèi)；第二密封圈(13)嵌置在底座(1)上的第二凹槽(8)內(nèi)；第三密封圈(14)嵌置在底座(1)上的第三凹槽(10)內(nèi)；頂蓋(2)的頂部設(shè)置有出液口(6)；底座(1)上分別設(shè)置有第一流體進(jìn)/出口(15)、第二流體進(jìn)/出口(16)和進(jìn)液口(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變?nèi)萑萜?，其特征在于所述的頂蓋(2)為鐘罩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變?nèi)萑萜?，其特征在于所述的不銹鋼管(11)將上墊塊 (3 )上的第三流體進(jìn)/出口(19)與底座(1)上的第一流體進(jìn)/出口( 15 )連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種巖芯夾持壓力容器，它包括底座、頂蓋、上墊塊、分水板，頂蓋和底座通過(guò)螺栓連接；上墊塊上的第三流體進(jìn)/出口通過(guò)不銹鋼管與底座上的第一流體進(jìn)/出口連接；上墊塊和底座分別通過(guò)第一分水板和第二分水板與試驗(yàn)樣品連接，其外部通過(guò)熱收縮管包裹；密封圈嵌置在凹槽內(nèi)；頂蓋的頂部設(shè)置有出液口；底座上設(shè)置有第一流體進(jìn)/出口、第二流體進(jìn)/出口和進(jìn)液口。本發(fā)明外觀小巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)裝置的優(yōu)化，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，加快了實(shí)驗(yàn)速度，提高了實(shí)驗(yàn)效率。
文檔編號(hào)G01N15/08GK101915725SQ20101027120
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者付旭, 方志明, 李小春 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所