多段式疏松砂岩岩样及其制备方法、渗流实验方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种多段式疏松砂岩岩样及其制备方法、渗流实验方法和装置。该多段式疏松砂岩岩样的制备装置包括：底座、环状套管及施压模具。底座的上端面具有凸环；环状套管包括至少两个等高的套管单体，至少两个等高的套管单体沿周向合围形成环状套管；其中，环状套管的一端嵌入至凸环内；施压模具包括嵌入至环形套管内部的柱形模具，且柱形模具的外径与环状套管的内径匹配。基于该制备装置，能够有效固定多种类型的疏松砂岩，制成多段式疏松砂岩岩样，提高多种岩体的渗流实验的安全性及可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
多段式疏松砂岩岩样及其制备方法、渗流实验方法和装置


[0001]本申请涉及砂岩岩样制备领域，具体涉及一种多段式疏松砂岩岩样及其制备方法、渗流实验方法和装置。

技术介绍

[0002]疏松砂岩岩体的渗流特性研究是油气开采、地浸开采、深部开采等能源地藏开发领域的重点研究内容，多场耦合下的岩体渗流实验是指在压力场、水力场、温度场、化学场等多场共同作用环境下，对岩体开展渗流实验，以获取岩体渗透率、孔隙度、颗粒级配、强度等特性的变化情况。
[0003]对于致密砂岩，其结构稳定，能承受较大压力，制样及实验的流程相对简单，而疏松砂岩的制样及实验过程则尤为繁琐。疏松砂岩在制样时难以定型，若使用胶凝材料固定岩样，则直接改变了砂岩的特性，实验结果缺乏可信度；疏松砂岩在实验过程的过流两端均为自由面，在渗流压差下岩体发生蠕变，其疏松的结构难以承受围压，岩样碎裂时常发生，颗粒随着渗流过程不断流失，且流失的砂岩颗粒大量堆积于实验仪器的管网内，轻则损害仪器，重则发生爆管或伤及实验人员等事故。
[0004]此外，工程实际中，经常遇到小范围内岩体类型迅速变化的情况，例如，由围岩到矿体的连续变化，此时，便需要提前掌握注液作业对连续多种岩体渗流特性的影响，从而指导工程实际，以提高生产效率。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请实施例提供了一种多段式疏松砂岩岩样及其制备方法、渗流实验方法和装置，旨在有效固定疏松砂岩，旨在满足多段式疏松砂岩岩样的渗流实验需求。
[0006]本申请实施例的技术方案是这样实现的：/>[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种多段式疏松砂岩岩样的制备装置，包括：
[0008]底座，所述底座的上端面具有凸环；
[0009]环状套管，包括至少两个等高的套管单体，所述至少两个等高的套管单体沿周向合围形成所述环状套管；其中，所述环状套管的一端嵌入至所述凸环内；
[0010]施压模具，所述施压模具包括嵌入至所述环形套管内部的柱形模具，且所述柱形模具的外径与所述环状套管的内径匹配。
[0011]上述方案中，所述施压模具还包括：
[0012]施力部，连接所述柱形模具，用于带动所述柱形模具移动。
[0013]上述方案中，所述环形套管和所述柱形模具的长度均大于所述多段式疏松砂岩岩样的总长度。
[0014]第二方面，本申请实施例提供了一种多段式疏松砂岩岩样的制备方法，基于本申请实施例第一方面所述的制备装置，所述方法包括：
[0015]将热塑管套设于所述施压模具的所述柱形模具上，且所述热塑管的下端预留设定
长度露出所述柱形模具，使所述热塑管受热收缩，直至所述热塑管将所述柱形模具的下端完全包裹；
[0016]从所述施压模具上取下定型后的所述热塑管，将所述至少两个等高的套管单体沿周向嵌入至所述底座的凸环内合围形成所述环状套管，并将所述热塑管嵌入所述环状套管内；
[0017]依次置入支撑网片和第一滤网至所述热塑管内，将首段砂岩岩样的第一骨料倒入所述热塑管内，并依次置入第二滤网和支撑网片于所述第一骨料之上；
[0018]控制所述施压模具施压，将所述第一骨料压实成型，拆卸所述环状套管，露出所述热塑管，将所述施压模具抬高，使得成型后的首段砂岩岩样与所述施压模具之间留出设定长度的热塑管，且所述设定长度的热塑管受热收缩，压紧所述首段砂岩岩样上端的所述支撑网片，完成所述首段砂岩岩样的制备；
[0019]重新将所述至少两个等高的套管单体沿周向嵌入至所述底座的凸环内合围形成所述环状套管，并将所述首段砂岩岩样放入所述环状套管内；
[0020]依次置入支撑网片和第二滤网至所述热塑管内，将中间段砂岩岩样的第二骨料倒入所述热塑管内，并依次置入第二滤网和支撑网片于所述第二骨料之上，控制所述施压模具施压，将所述第二骨料压实成型，拆卸所述环状套管，露出所述热塑管，将所述施压模具抬高，使得成型后的中间段砂岩岩样与所述施压模具之间留出设定长度的热塑管，且所述设定长度的热塑管受热收缩，压紧所述中间段砂岩岩样上端的所述支撑网片，完成所述中间段砂岩岩样的制备；
[0021]重新将所述至少两个等高的套管单体沿周向嵌入至所述底座的凸环内合围形成所述环状套管，并将所述首段砂岩岩样和所述中间段砂岩岩样放入所述环状套管内；
[0022]依次置入支撑网片和第二滤网至所述热塑管内，将末段砂岩岩样的第三骨料倒入所述热塑管内，并依次置入第一滤网和支撑网片于所述第三骨料之上，控制所述施压模具施压，将所述第三骨料压实成型，拆卸所述环状套管，露出所述热塑管，将所述施压模具抬高，使得成型后的末段砂岩岩样与所述施压模具之间留出设定长度的热塑管，且所述设定长度的热塑管受热收缩，压紧所述末段砂岩岩样上端的所述支撑网片，完成所述末段砂岩岩样的制备。
[0023]上述方案中，所述中间段砂岩岩样的数量为多个，各所述中间段砂岩岩样的制备过程相同，且不同中间段砂岩岩样的第二骨料不同。
[0024]上述方案中，所述热塑管的初始直径大于所述多段式疏松砂岩岩样的直径，完全收缩后直径小于所述多段式疏松砂岩岩样的直径，以对所述多段式疏松砂岩岩样施加一定的压力，所述热塑管长度大于所述多段式疏松砂岩岩样的高度。
[0025]上述方案中，所述支撑网片为非金属材料；
[0026]所述第一滤网和所述第二滤网均为非金属材料，其中，所述第一滤网的目数大于所述第二滤网的目数。
[0027]第三方面，本申请实施例提供了一种多段式疏松砂岩岩样，所述多段式疏松砂岩岩样为采用如本申请实施例第二方面所述的方法制备得到的多段式疏松砂岩岩样。
[0028]第四方面，本申请实施例提供了一种渗流实验方法，包括：
[0029]将本申请实施例第三方面所述的多段式疏松砂岩岩样放入渗流实验仪器中进行
渗流实验；
[0030]取出渗流实验后的所述多段式疏松砂岩岩样，并将所述多段式疏松砂岩岩样沿相邻两段砂岩岩样的界面切开，对切开后的每段砂岩岩样进行冲洗，收集对应的截留颗粒。
[0031]上述方案中，该方法还包括：
[0032]对冲洗后的各所述砂岩岩样进行目标测试，所述目标测试包括以下至少之一：孔隙度测试、渗透率测试和粒度分布测试。
[0033]本申请实施例提供的技术方案，多段式疏松砂岩岩样的制备装置包括：底座、环状套管及施压模具。底座的上端面具有凸环；环状套管包括至少两个等高的套管单体，至少两个等高的套管单体沿周向合围形成环状套管；其中，环状套管的一端嵌入至凸环内；施压模具包括嵌入至环形套管内部的柱形模具，且柱形模具的外径与环状套管的内径匹配。基于该制备装置，能够有效固定多种类型的疏松砂岩，制成多段式疏松砂岩岩样，提高多种岩体的渗流实验的安全性及可靠性。
附图说明
[0034]图1为本申请实施例多段式疏松砂岩岩样的制备装置的结构示意图；
[0035]图2为图1的分解结构示意图；
[0036]图3为本申请实施例多段式疏松砂岩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多段式疏松砂岩岩样的制备装置，其特征在于，包括：底座，所述底座的上端面具有凸环；环状套管，包括至少两个等高的套管单体，所述至少两个等高的套管单体沿周向合围形成所述环状套管；其中，所述环状套管的一端嵌入至所述凸环内；施压模具，所述施压模具包括嵌入至所述环形套管内部的柱形模具，且所述柱形模具的外径与所述环状套管的内径匹配。2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述施压模具还包括：施力部，连接所述柱形模具，用于带动所述柱形模具移动。3.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述环形套管和所述柱形模具的长度均大于所述多段式疏松砂岩岩样的总长度。4.一种多段式疏松砂岩岩样的制备方法，其特征在于，基于如权利要求1至3任一项所述的制备装置，所述方法包括：将热塑管套设于所述施压模具的所述柱形模具上，且所述热塑管的下端预留设定长度露出所述柱形模具，使所述热塑管受热收缩，直至所述热塑管将所述柱形模具的下端完全包裹；从所述施压模具上取下定型后的所述热塑管，将所述至少两个等高的套管单体沿周向嵌入至所述底座的凸环内合围形成所述环状套管，并将所述热塑管嵌入所述环状套管内；依次置入支撑网片和第一滤网至所述热塑管内，将首段砂岩岩样的第一骨料倒入所述热塑管内，并依次置入第二滤网和支撑网片于所述第一骨料之上；控制所述施压模具施压，将所述第一骨料压实成型，拆卸所述环状套管，露出所述热塑管，将所述施压模具抬高，使得成型后的首段砂岩岩样与所述施压模具之间留出设定长度的热塑管，且所述设定长度的热塑管受热收缩，压紧所述首段砂岩岩样上端的所述支撑网片，完成所述首段砂岩岩样的制备；重新将所述至少两个等高的套管单体沿周向嵌入至所述底座的凸环内合围形成所述环状套管，并将所述首段砂岩岩样放入所述环状套管内；依次置入支撑网片和第二滤网至所述热塑管内，将中间段砂岩岩样的第二骨料倒入所述热塑管内，并依次置入第二滤网和支撑网片于所述第二骨料之上，控制所述施压模具施压，将所述第二骨料压实成型，拆卸所述环状套管，露出所述热塑管，将所述施压模具抬高，使得成型后的中间段砂岩岩样与所述施压模具之间留出设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾明滔，蒋权，陈梅芳，杜志明，苏学斌，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：