釜I的长度Lf，两块试样长度差值即为剪切滑移量。
[0064]所述岩石试样3也可为两块截面形状和尺寸相同、长度不同的半方柱体岩石试样。
[0065]采用本发明测量岩石剪切渗流的方法(液体传压介质)，其测量步骤为:
[0066](I)将内径dt、壁厚e、长度Lt的耐高温橡胶套2，装入两端开口直径Cl1= dt+2e、长度Lf= Lt、中间空腔直径d2大于两端开口直径1的压力釜I内(参见图3、4、5、6、7);
[0067](2)将直径Dtl、长度Ltl的半圆柱体岩石短试样3.1和直径D ^、长度ULtl的半圆柱体岩石长试样3.2组合后放入所述耐高温橡胶套2内(参见图8、9、10、11);
[0068](3)将压力釜I的法兰与轴向加压缸5的法兰用紧固螺栓4连接，同时，通过螺栓紧固力将压力釜I与轴向加压缸5之间的耐高温橡胶套2两端的法兰式密封面2.1进行挤压，对压力釜内腔的一端实施密封；
[0069](4)移动轴向加压缸5内的中空活塞杆5.1，使带有密封圈6.1的轴向压头6与半圆柱体岩石长试样3.2接触；
[0070](5)调整半圆柱体岩石短试样3.1和半圆柱体岩石长试样3.2的水平位置，使二者在轴向加压缸5内的端面具有一定的位置差，该位置差等于预设的试样剪切滑移量；8卩:两试样在压力釜内的长度等于压力釜长度，半圆柱体岩石长试样3.2露于轴向加压缸内的长度为剪切滑移量，使得半圆柱体岩石短试样3.1与轴向压头6之间的空间至少等于预设试样的剪切滑移量；
[0071](6)将压力釜I的法兰与轴向固定缸8的法兰用紧固螺栓4连接，同时，通过螺栓紧固力将压力釜I与轴向固定缸8之间的耐高温橡胶套2另一端的法兰式密封面2.1进行挤压，对压力釜内腔的另一端实施密封；
[0072](7)在轴向固定缸8的内腔依次放入承压钢块9(其厚度大于剪切滑移位移)、带有密封圈6.1的轴向压头6和与轴向固定缸8螺纹连接的中空固定螺柱10，转动中空固定螺柱10使得轴向压头6和承压钢块9向半圆柱体短试样3.1端部移动，直至与半圆柱体短试样3.1接触，停止转动中空固定螺柱10 ;
[0073](8)压力釜I通过注入口 1.2与围压高压泵11连接，并安装有围压高压泵阀12，压力釜I通过传感器接口 1.4接入压力釜内温度传感器15 ;压力釜I通过输出口 1.3安装尚压阀14 ；
[0074](9)打开围压高压泵阀12，和高压阀14，启动围压高压泵11，传压介质(导热油)20被压入压力釜I内，待其充满整个压力釜I的内腔并从高压阀14处溢出时，关闭高压阀14，继续运行围压高压泵对传压介质(导热油)20加压，将压力传递给半圆柱体岩石短试样3.1和半圆柱体岩石长试样3.2 ；
[0075](10)通过缠绕在压力釜I外围的加热带16对半圆柱体短试样3.1和半圆柱体长试样3.2加热；
[0076](11)当围压和温度均达到设定值后，启动与轴向加压缸5连通的轴压高压泵7，通过中空活塞杆5.1将压力传递给轴向压头6，推动半圆柱体岩石长试样3.2剪切滑移；同时，启动孔隙压高压泵19，孔隙流体经过高压管18到达轴向压头6，并作用于半圆柱体岩石短试样3.1和半圆柱体岩石长试样3.2之间的接触裂缝面3.3 ;
[0077](12)测量经过轴向固定缸8中的轴向压头6流出的孔隙流体流速，获得高温高压下岩石剪切过程中的渗流特性。
[0078]上述方法也可用于半方柱体岩石短试样和半方柱体岩石长试样组合成的岩石试样。
[0079]本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种高温高压下测量岩石剪切渗流的装置，包括:放置岩石试样的压力釜(I)，所述压力釜(I)水平轴向设置，压力釜(I)的内腔装有耐高温橡胶套(2)，耐高温橡胶套(2)内放置岩石试样(3)，压力釜(I)的两端面带有法兰(1.1)，右端法兰通过螺栓(4)与轴向加压缸(5)的法兰连接，左端法兰通过螺栓(4)与轴向固定缸(8)的法兰连接；所述轴向加压缸(5)的中空活塞杆(5.1)前端设有带密封圈(6.1)的轴向压头(6)，轴向加压缸(5)的中空活塞杆(5.1)由轴压高压泵(7)驱动；所述轴向固定缸(8)的内腔依次放入承压钢块(9)、轴向压头(6)和与轴向固定缸⑶螺纹连接的中空固定螺柱(10);所述压力釜(I)通过注入口(1.2)与围压高压泵(11)连接，并安装有围压高压泵阀(12)，所述压力釜(I)通过输出口(1.3)可与真空泵(13)连接，并安装有高压阀(14)，所述压力釜(I)通过传感器接口(1.4)接入压力釜内温度传感器(15)，所述压力釜(I)的外围缠绕加热带(16)，加热带外部设置隔热物(17);所述轴向加压缸(5)的中空活塞杆(5.1)的内腔设置高压管(18)，高压管的一端与孔隙压高压泵(19)连接，另一端与轴向压头(6)的中心孔(6.2)连通。
2.按照权利要求1所述高温高压下测量岩石剪切渗流的装置，其特征在于:所述耐高温橡胶套⑵的内径(dt)与岩石试样(3)的直径(Dtl)相同，即dt=D。，壁厚(e)为2?3毫米，长度(Lt)与压力釜⑴的的长度(Lf)相同，即Lt = Lf，耐高温橡胶套⑵的两端设有壁厚为e的法兰式密封面(2.1)。
3.按照权利要求1所述高温高压下测量岩石剪切渗流的装置，其特征在于:所述压力釜⑴两端的开口直径(Cl1)根据耐高温橡胶套(2)的内径(dt)和壁厚(e)确定，即Cl1 =dt+2e，长度(Lf)与耐高温橡胶套的长度(Lt)和岩石短试样的长度(Ltl)相同，即Lf= Lt =L。，中间空腔直径(d2)大于两端开口直径(Cl1)。
4.按照权利要求1所述高温高压下测量岩石剪切渗流的装置，其特征在于:所述岩石试样(3)为两块截面形状和尺寸相同、长度不同的半圆柱体岩石短试样(3.1)和半圆柱体岩石长试样(3.2)组合而成，从而在两块岩石试样之间形成可和轴向压头￠)的中心孔(6.2)连通的接触缝隙(3.3);所述半圆柱体岩石短试样(3.1)的直径为Dtl，长度(Ltl)与压力釜⑴的长度(Lf)相同，所述半圆柱体岩石长试样(3.2)的直径为Dtl，长度(L)大于压力釜(I)的长度(Lf)，两块试样长度差值即为剪切滑移量。
5.按照权利要求1所述高温高压下测量岩石剪切渗流的装置，其特征在于:所述岩石试样(3)也可为两块截面形状和尺寸相同、长度不同的半方柱体岩石试样。
【专利摘要】一种高温高压下测量岩石剪切渗流的装置，涉及岩石力学试验装置，解决现有装置无法进行高温高压下岩石大位移剪切渗流测量的技术问题。本发明将耐高温橡胶套置入两端开口的压力釜内，把两块截面形状和尺寸相同、长度不同的半圆柱体岩石试样组合后放入耐高温橡胶套内，橡胶套外壁与压力釜内壁之间充满传压介质，并对压力釜配置加温和围压施加装置，对轴向加压缸配置孔隙压力施加装置，孔隙流体经过组合岩石试样中间的裂缝面流出，通过测量轴向固定缸中流出的孔隙流体的流速，获得高温高压下岩石剪切过程中的渗流特性。本发明具有结构合理，操作简单，易于在高温高压下，实现岩石大位移剪切渗流测量的优点。
【IPC分类】G01N3-24, G01N15-08, G01N3-10
【公开号】CN104596857
【申请号】CN201510043333
【发明人】冯子军, 毛瑞彪, 赵阳升
【申请人】太原理工大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月28日