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原文传递一种原位应力下多孔介质渗流可视化装置及参数计算方法

专利名称：	一种原位应力下多孔介质渗流可视化装置及参数计算方法
摘要：	本发明公开一种原位应力下多孔介质渗流可视化装置及参数计算方法，该装置包括：恒压腔、样品夹持器、进水管和出水管；恒压腔顶部和底部材质为透光材料；样品夹持器位于所述恒压腔内部，样品夹持器位于所述恒压腔内部，样品夹持器包括样品、第一多孔板、第二多孔板和热缩管，第一多孔板和第二多孔板固定于样品两侧，第一多孔板和第二多孔板用于控制水对样品的均匀渗流，热缩管套裹在所述第一多孔板、第二多孔板和样品组成的整体外部，进水管的一端与第一多孔板的进水端连接，第二多孔板的出水端与出水管一端连接，进水管的另一端和出水管的另一端延伸至恒压腔外部。本发明能够实现对样品三维渗流场分布的可视化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中国科学院武汉岩土力学研究所
发明人：	张力为;甘满光;张强;缪秀秀;王燕;李小春
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910644479.5
公开号：	CN110220835A
代理机构：	北京高沃律师事务所
代理人：	刘凤玲
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	430071 湖北省武汉市武昌区水果湖街小洪山2号
主权项：	1.一种原位应力下多孔介质渗流可视化装置，其特征在于，包括：恒压腔、样品夹持器、进水管和出水管；所述恒压腔顶部和底部材质为透光材料；所述样品夹持器位于所述恒压腔内部，所述样品夹持器包括样品、第一多孔板、第二多孔板和热缩管，所述第一多孔板有一个进水端和多个出水端，所述第二多孔板有一个出水端和多个进水端，所述第一多孔板和第二多孔板固定于样品两侧，所述第一多孔板和第二多孔板用于控制水对样品的均匀渗流，所述热缩管套裹在所述第一多孔板、第二多孔板和样品组成的整体外部，所述进水管的一端与第一多孔板的进水端连接，所述第二多孔板的出水端与出水管一端连接，所述进水管的另一端和出水管的另一端延伸至恒压腔外部。 2.根据权利要求1所述的原位应力下多孔介质渗流可视化装置，其特征在于，所述样品夹持器还包括第一垫块和第二垫块，所述第一垫块与第一多孔板固定连接，所述第二垫块与第二多孔板固定连接，所述第一垫块和第二垫块上开有孔，所述进水管穿过第一垫块的孔与第一多孔板连接，所述出水管穿过第二垫块的孔与第二多孔板连接。 3.根据权利要求2所述的原位应力下多孔介质渗流可视化装置，其特征在于，所述样品夹持器还包括第一托架和第二托架，所述第一托架一端与第一垫块固定连接，另一端与恒压腔固定连接，所述第二托架一端与第二垫块固定连接，另一端与恒压腔固定连接。 4.根据权利要求1所述的原位应力下多孔介质渗流可视化装置，其特征在于，所述恒压腔顶部和底部材质为耐高压的透明玻璃，所述恒压腔的其余部分材质为聚氨酯材料。 5.根据权利要求4所述的原位应力下多孔介质渗流可视化装置，其特征在于，所述耐高压的透明玻璃与聚氨酯材料的固定连接处为阶梯型结构。 6.根据权利要求1所述的原位应力下多孔介质渗流可视化装置，其特征在于，所述热缩管由透明的聚四氟乙烯制成。 7.根据权利要求1所述的原位应力下多孔介质渗流可视化装置，其特征在于，还包括第一计量泵和第二计量泵，所述第一计量泵用于对所述进水管的进水量进行计量，所述第二计量泵用于对所述出水管的出水管的出水量进行计量。 8.根据权利要求1所述的原位应力下多孔介质渗流可视化装置，其特征在于，还包括压差计，所述压差计用于采集样品的进水端和出水端的压力变化。 9.根据权利要求1所述的原位应力下多孔介质渗流可视化装置，其特征在于，还包括恒压泵，所述恒压泵用于向所述恒压腔内注入高压水以保持恒压腔的恒压状态。 10.一种原位应力下多孔介质渗流参数计算方法，应用于权利要求1-9任一项所述的原位应力条件下多孔介质的渗流装置，其特征在于，所述方法包括：将样品加工成长方体薄片且将其上下表面磨平；将第一多孔板和第二多孔板固定在样品的左右两侧，将第一垫块和第二垫块分别放置在第一多孔板和第二多孔板两侧，将进水管穿过第一垫块与第一多孔板进水端连接，将出水管穿过第二垫块与第二多孔板出水端连接，将热缩管包裹在所述第一多孔板、第二多孔板和样品组成的整体外部，将第一垫块和第二垫块放在托架上；将恒压腔整体放在激光共聚焦显微镜的载物台上，对样品进行渗流前的扫描；通过进水管向样品注入含有染色剂的高压水，并利用第一计量泵对注入样品的水量进行数据采集；利用恒压泵向恒压腔内注入高压水，创造原位应力条件；待含有染色剂的高压水流经样品一段时间后，进行激光共聚焦显微镜扫描，获得流体在样品孔隙中的流动途径和运移规律；利用第二计量泵对输出样品的水量进行数据采集，并利用差压计采集样品进水端和出水端的压力变化；根据第一计量泵、第二计量泵和差压计的数据计算相关渗流参数。
所属类别：	发明专利