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原文传递一种微震-剪切-渗流耦合测试装置及试验方法

专利名称：	一种微震-剪切-渗流耦合测试装置及试验方法
摘要：	本发明提供了一种微震‑剪切‑渗流耦合测试装置及试验方法，涉及试验测试技术领域，包括筒体、监测系统和压力控制系统，筒体内设置有围压腔、轴压活塞和注气室，围压腔内设置有橡胶活塞，轴压活塞上设置有剪切位移计，注气室内设置有气管柱塞、电热丝、应力传感器、微震传感器和夹持器，监测系统包括应变监测、温度监测、微震监测与流量监测，压力控制系统包括气缸、控制阀、气管和流量计，利用该装置能够记录恒温恒压加载过程中微震事件个数、剪切位移和渗透率等，分析微震‑剪切位移和速率的对应关系，数据拟合得出微震‑孔隙压力‑渗透率之间对应关系，利用上述各项参数，尤其是微震及渗透率之间的关系指导工程应用中煤层气产量的预测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东科技大学
发明人：	程先振;王春光;陈中伟;张继成;梁伟;张吉东
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910306206.X
公开号：	CN110018057A
代理机构：	青岛智地领创专利代理有限公司
代理人：	张凯
分类号：	G01N3/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	266590 山东省青岛市黄岛区前湾港路579号
主权项：	1.一种微震-剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，包括筒体、监测系统和压力控制系统，所述筒体内设置有围压腔、轴压活塞和注气室，筒体保持密封，围压腔内设置有橡胶活塞，轴压活塞设置在筒体的端部，轴压活塞端部设置有剪切位移计；所述注气室内设置有气管柱塞、电热丝、应力传感器、微震传感器和夹持器，夹持器设置有剪切槽，电热丝设置在气管柱塞的进气侧；所述监测系统包括应变监测、温度监测、微震监测与流量监测，试件的轴向和径向上均设置有微震传感器，流量计用于监测流量；所述压力控制系统包括气源、控制阀、气管和流量计。 2.根据权利要求1所述的一种微震-剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，所述气源包括第一高压气源、第二高压气源和第三高压气源，第一高压气源和进气口相通，第二高压气源和注气室相通，第三高压气源的气体通入筒体内，推动轴压活塞运动。 3.根据权利要求2所述的一种微震-剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，所述第一高压气源和参考气缸相连，第一高压气源和参考气缸之间设置有控制阀；所述第二高压气源连接有控制阀和围压阀，第二高压气源通入气体通过橡胶活塞施加压力；所述第三高压气源连接有控制阀和轴压阀。 4.根据权利要求3所述的一种微震-剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，所述进气口设置在夹持器的一端，出气口设置在夹持器的另一端，夹持器的另一端和出气管相连，出气管穿过轴压活塞，出气管上还设置有流量计。 5.根据权利要求1所述的一种微震-剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，所述筒体下方设置有支架；所述监测系统还包括监测主机，监测主机与微震记录仪、应变显示器、温度控制器和位移记录仪相连。 6.根据权利要求1所述的一种微震-剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，所述夹持器的剪切槽用于放置标准长方体试件，试件包括上块体和下块体，上块体和下块体之间设置人工裂缝。 7.根据权利要求6所述的一种微震-剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，所述夹持器包括上夹持器和下夹持器，上夹持器和下夹持器配合，上夹持器设置的剪切槽和上块体配合，下夹持器的剪切槽和下块体配合。 8.一种微震-剪切-渗流耦合测试方法，利用权利要求1至7任一项所述的一种微震-剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，步骤包括：步骤一：制作试件，在试件的上块体和下块体之间制作人工裂缝，并在试件上安设微震传感器，制作完成后将试件放入夹持器内；步骤二：施加围压，开启第二高压气源连接的控制阀，气体经过围压阀进入围压腔推动橡胶活塞，活塞通过夹持器对试件施加围压；应变传感器接收应变信号，微震传感器接收微震信号；步骤三：施加轴压，开启第三高压气源连接的控制阀，气体经过轴压阀进入筒体内推动轴压活塞，从而轴压活塞通过夹持器对试件施加轴压，试件发生剪切位移，位移传感器记录位移变化；步骤四：注入气体，启动第一高压气源的控制阀，气体进入参考气缸，气体由参考气缸经过进气口从人工裂缝内流动；步骤五：温度控制器控制电热丝从而控制筒体内的温度，参考气缸保持通入气体的压力稳定，流量计记录气体的流量；步骤六：监测主机根据微震记录仪、应变显示器、温度控制器和位移记录仪的监测数据分析微震能量和渗透率的关系。
所属类别：	发明专利