本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种人工岩石裂隙岩样制作方法。
背景技术：
在石油天然气、天然气水合物、页岩气以及干热岩开采前，需要进行流体在岩石裂隙中与岩石物理、化学、传热以及力学方面的特性研究，为开采过程条件设置提供科学的理论实验数据支持。相关技术中是采用人工设定岩石裂隙网络进行数值模拟，采集相关的实验数据。
但是，岩石实际的裂隙网络情况较为复杂，人工直接设定的岩石裂隙网络与实际的岩石裂隙网络区别较大，而导致数值模拟的结果准确度小。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明的实施例提供了一种采用三维扫描岩石裂隙网络后进行3d打印裂隙岩样的一种人工岩石裂隙岩样制作方法。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种人工岩石裂隙岩样制作方法，包括以下步骤：
(1)获取待开采岩石层的岩石样品，并将其加工成实验研究需要的相应形状及大小；
(2)对所述岩石样品进行三维扫描，获取岩石样品内部裂隙的分布状态、空间位置以及3d扫描文件；
(3)将与所述岩石样品的矿物成分相同的碎石加入水泥、石膏和粘结剂混合搅拌均匀，得到岩石样品相似原料；
(4)将步骤(1)中的3d扫描文件导入3d打印机中，将所述岩石样品相似原料加入3d打印机中，并将可溶性物质填充至裂隙分布处，打印得到初步未成型的人工岩石样品；
(5)将所述初步未成型的人工岩石样品在常温200mpa的压力下固定成型；得到成型的人工岩石样品；
(6)将所述成型的人工岩石样品浸泡在清水中，使步骤(3)中的可溶性物质溶解；得到与岩石样品裂隙网络相同的人工裂隙岩石。
进一步地，所述可溶性物质为氯化钠，其用量与岩石样品内部裂隙的空间体积大小相同。
进一步地，所述碎石为高强度天然大理石或花岗岩经粉碎后得到，所述碎石的直径范围为0.02mm～2mm。
进一步地，所述人工裂隙岩石进行烘干称重，将称重的重量与加入的碎石、水泥、石膏、粘结剂的重量之和比较，确定可溶性物质完全溶解。
进一步地，所述粘结剂为聚酯树脂、不饱和树酯等。
进一步地，所述快速成型的时间不大于10分钟。
与相关技术比较，本发明的实施例提供的一种人工岩石裂隙岩样制作方法的有益效果是，采用三维扫描天然岩石不仅可以得到天然岩石内部的裂隙空间分布状态，还可得到相应的3d扫描文件，不需要人工建模，提高了3d打印的人工裂隙岩石的精度；3d打印的获得的人工裂隙岩石与天然岩石的裂隙空间分布状态相似度极高，提高了流体在裂隙中渗流过程对岩石物理、化学、传热以及力学等方面的特性研究结果的准确度，为石油天然气、页岩气、干热岩等开采技术提供了更加科学的基础数据。
附图说明
图1是本发明实施例流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
实施例一
请参考图1，本发明的实施例提供了提供一种人工岩石裂隙岩样制作方法，包括以下步骤：
(1)获取待开采岩石层的天然裂隙岩石，并将其加工成实验研究需要的相应形状及大小的岩石样品；
(2)对所述岩石样品进行三维扫描，获取岩石样品内部裂隙的分布状态、空间位置以及3d扫描文件；
(3)将与所述岩石样品的矿物成分相同的碎石加入水泥、石膏和粘结剂混合搅拌均匀，得到岩石样品相似原料；
优选地，所述碎石为高强度天然大理石或花岗岩等天然的岩石经粉碎得到，所述碎石的直径范围为0.02mm～2mm；所述碎石、水泥、石膏、粘结剂的用量根据具体实验研究中的岩石样品的性质确定；所述粘结剂为聚酯树脂、不饱和树酯等；
(4)将步骤(1)中的3d扫描文件导入3d打印机中，将所述岩石样品相似原料加入3d打印机中，并将可溶性物质填充至裂隙分布处，打印得到初步未成型的人工岩石样品；
优选地，所述可溶性物质为氯化钠，其用量与所述岩石样品内部的裂隙的空间体积大小相同；3d打印机打印出的初步未成型的人工岩石样品具有一定湿度，强度较差，在存在裂隙处填充所述可溶性物质可避免裂隙的空间分布状态因初步未成型的人工岩石样品自身的重力作用而出现变形；
(5)将所述初步未成型的人工岩石样品在常温200mpa的压力下固定成型；得到成型的人工岩石样品；
优选地，所述固定成型的时间不大于10分钟；
(6)将所述成型的人工岩石样品浸泡在清水中，使步骤(3)中的可溶性物质溶解，得到与所述岩石样品裂隙网络相同的人工裂隙岩石。
优选地，浸泡过程可反复进行，并将浸泡后的成型的人工岩石样品烘干称重，将称重的重量与加入的碎石、水泥、石膏、粘结剂的重量之和比较，两者重量相同则确定可溶性物质完全溶解，得到人工裂隙岩石；若人工岩石样品的重量大于所述碎石、水泥、石膏、粘结剂的重量之和，则继续对成型的人工岩石样品进行浸泡、烘干、称重直至重量相同得到人工裂隙岩石。
实施例二
请参考图1，本发明的实施例提供了提供一种人工岩石裂隙岩样制作方法，包括以下步骤：
(1)获取待开采岩石层的无裂隙的天然岩石，在相应的压力下对其压裂得到人工压裂的岩石，并将其加工成实验研究需要的相应的形状及大小的岩石样品；
对于不存在裂隙的天然岩石进行人工压裂得到岩石内部的裂隙，便于研究不同的压力下无天然裂隙的岩石的特性；
(2)对所述岩石样品进行三维扫描，获取岩石样品内部裂隙的分布状态、空间位置以及3d扫描文件；
(3)将与所述岩石样品的矿物成分相同的碎石加入水泥、石膏和粘结剂混合搅拌均匀，得到岩石样品相似原料；
(4)将步骤(1)中的3d扫描文件导入3d打印机中，将所述岩石样品相似原料和可溶性物质分别加入3d打印机中打印得到初步未成型的人工岩石样品；
(5)将所述初步未成型的人工岩石样品在常温200mpa的压力下固定成型；得到成型的人工岩石样品；
(6)将所述成型的人工岩石样品浸泡在清水中，使步骤(3)中的可溶性物质溶解，得到与岩石样品裂隙网络相同的人工裂隙岩石。
其余同实施例一。
采用三维扫描天然裂隙岩石或是人工压裂的天然岩石的内部的裂隙空间分布状态，还可得到相应的3d扫描文件，将3d扫描文件直接导入3d打印机中或是转换成相应的格式导入3d打印机中，不需要人工建模，提高了3d打印的人工裂隙岩石的精度；3d打印获得的人工裂隙岩石与天然岩石或是人工压裂的天然岩石的裂隙空间分布状态相似度极高，解决了相关技术中无法获得准确的天然岩石内部裂隙空间分布状态或是压裂后的岩石破损的技术问题，提高了流体在裂隙中渗流过程对岩石物理、化学、传热以及力学等方面的特性研究结果的准确度，为石油天然气、页岩气、干热岩等开采技术提供了更加科学的基础数据。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。