一種頁巖巖樣密封性檢測裝置及其密封性檢測方法與流程
2023-10-18 04:42:59
本發明屬於頁巖含氣性測氣技術領域，尤其涉及一種頁巖巖樣密封性檢測裝置及其密封性檢測方法。
背景技術：
巖石的密封性和巖石本身的裂縫發育程度有關係，但如果通過測量裂縫發育程度來反映巖石的密封性也是不夠準確的，因為密封性與外界相互串通的裂縫有關，目前裂縫檢測的方法有很多，其中用於地質工程的主要得有CT掃描，聲波檢測，比如專利201310129744.9 的一種檢測巖石內部裂縫結構的系統及方法，CT掃描裝置用於對待測樣品進行X射線檢測；進行CT掃描檢測，在對檢測物體無損傷條件下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準確、細緻、多層次、直觀地展示被檢測物體內部的結構、組成、材質及缺損狀況。CT掃描技術比較成熟，精確度也很高，但本身具有放射性，檢測成本較高，適用於高精確的檢測；專利號為ZL201310330303.5的聲波檢測屬於勘探地球物理學領域，涉及一種碳酸鹽巖裂縫性儲層粘彈性參數提取方法。該方法引入碳酸鹽巖裂縫性儲層巖石骨架的粘彈性和裂縫誘導的各向異性，建立以品質因子、裂縫密度、裂縫張開度、裂縫產狀為參數的裂縫性儲層粘彈性等效介質模型；利用旋轉交錯網格高階有限差分法進行地震波場模擬，得到不同埋藏深度和不同構造位置處各種裂縫組合的正演記錄；在地震波場傳播機理分析的基礎上，得到裂縫敏感性參數；依據裂縫敏感性參數對通過粘聲波逆時偏移方法提取的高精度疊前地震方位角道集進行優化處理；利用優化處理後的疊前地震方位角道集提取碳酸鹽巖裂縫性儲層的粘彈性參數。本發明適用於碳酸鹽巖裂縫性儲層的裂縫檢測。聲波檢測技術目前在精確度上依然不高，但適用地質上的大規模地質測量，可以測量大的斷層，得到一些技術的地質質料。以上方法都是裂縫檢測的基本技術。以上方法都有一定的適用範圍。但針對巖石巖樣內部密封性是不是良好的問題時用以上方法都不合適。因此，需要提供一種新的測量巖石密封性的裝置與方法。
技術實現要素：
本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種能保證巖樣的完整性、實驗結果精準、自動化程度高的頁巖巖樣密封性檢測裝置及其密封性檢測方法。
為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：一種頁巖巖樣密封性檢測裝置，包括櫃體40，櫃體40內設置有巖樣容納艙41、氣體檢測艙42、電動四通閥45、真空泵46和鼓風機47，巖樣容納艙41通過螺釘固定連接在櫃體40的前側內壁上，氣體檢測艙42設置在櫃體40內的底部並與巖樣容納艙41通過密封管接頭48相連，氣體檢測艙42內安裝有甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44，氣體檢測艙42通過進排氣管路49與電動四通閥45的第一個接口相連，電動四通閥45的第二個接口通過排氣管路50與真空泵46相連，電動四通閥45的第三個接口通過進氣管路51與鼓風機47相連，電動四通閥45第四個接口接空。
櫃體40前側外表面安裝有操作面板54，操作面板54上設有啟動按鈕62和急停按鈕63，櫃體40內底部安裝有控制櫃56，操作面板54通過數據總線55與控制櫃56相連，甲烷探測儀43通過一號數據線57與控制櫃56相連，氣壓檢測儀44通過二號數據線58與控制櫃56相連，電動四通閥45通過三號數據線61與控制櫃56相連，控制櫃56上外延出設備控制線59，設備控制線59分別與真空泵7和鼓風機47相連。
櫃體40前側安裝有與巖樣容納艙41對應的艙門52，艙門52上裝有櫃體40前側面配合的旋轉鎖53；旋轉鎖53鎖緊時，艙門52將巖樣容納艙41密封，旋轉鎖53開啟時，打開艙門52，將巖樣放入或取出巖樣容納艙41；櫃體40右側外部設置電源插頭64和總電源按鈕65，櫃體40底部安裝有四隻萬向輪66，櫃體40左側上部和右側上部均安裝有一個把手67，櫃體40內安裝有穩壓電源69，穩壓電源69通過輸出電源線68與控制櫃56連接，穩壓電源69通過輸入電源線70與電源插頭64連接。
櫃體40左側開有柵格透氣孔60。
使用頁巖巖樣密封性檢測裝置的裂縫檢測方法，包括以下步驟：
（1）頁巖巖樣密封性檢測裝置的啟動；
（2）巖樣容納艙和氣體檢測艙的校準；
（3）巖樣內部裂縫檢測實驗；
（4）巖樣內部裂縫檢測實驗後的儀器整理。
所述步驟1具體為：
a、將頁巖巖樣密封性檢測裝置推放在平整的地面上；
b、將民用220V電源接入頁巖巖樣密封性檢測裝置的電源插頭64；
c、按下電源插頭64旁的總電源按鈕65，頁巖巖樣密封性檢測裝置內各元器件通電。
所述步驟2具體為：
A、按下操作面板54上的啟動按鈕62，頁巖巖樣密封性檢測裝置開機；
B、打開艙門52，在操作面板54上下達「氣體清潔」命令，此時電動四通閥45自動調整為連通鼓風機47和氣體檢測艙42，然後啟動鼓風機47一分鐘，為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42通風，消除其中可能存在的幹擾氣體；
C、「氣體清潔」程序結束後，在操作面板54上下達「氣體校準」命令，此時電動四通閥45自動調整為連通電動四通閥45的第四個接口和氣體檢測艙42，甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44讀數歸零。
所述步驟3具體為：
Ⅰ、「氣體校準」程序結束後，打開艙門52，將製備好的巖樣置入巖樣容納艙，關閉艙門52並鎖緊旋轉鎖53；
Ⅱ、在操作面板54上下達「巖樣檢測」命令，此時電動四通閥45自動調整為連通真空泵46和氣體檢測艙42，隨後真空泵46啟動開始為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42減壓，減壓過程中甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44實時讀數，標定氣體檢測艙42內的甲烷含量和氣壓值，當甲烷濃度達到設定的閾值時，信息反饋在操作面板54上，顯示當前巖樣內部縫隙發育完好，當氣壓值達到設定的閾值時，真空泵46停止工作，防止艙內氣壓過低引起設備損壞；
Ⅲ、「巖樣檢測」程序結束後，在操作面板54上下達「艙內復壓」命令，此時電動四通閥45緩慢地連通的第四個接口和氣體檢測艙42，為氣體檢測艙42和巖樣容納艙41恢復氣壓。
所述步驟4具體為：
①、「艙內復壓」命令結束後，打開艙門52，將巖樣取出；
②、在操作面板54上下達「氣體清潔」命令，此時電動四通閥45自動調整為連通鼓風機47和氣體檢測艙42，之後啟動鼓風機47一分鐘，為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42通風，消除其中存在的甲烷氣體；
③、按動電源插頭64旁的總電源按鈕65，為頁巖巖樣密封性檢測裝置斷電，將頁巖巖樣密封性檢測裝置推到歸置位置，結束實驗。
採用上述技術方案，本發明所述的頁巖巖樣密封性檢測裝置可以對巖樣檢測採取非接觸檢測，可以保持巖樣的完整性，免除了傳統方法中對巖樣的切割整理工作，並且整機結構緊湊，移動性好，自動化程度高，實驗流程簡單，可以在短時間內完成巖樣的密封性進行檢測實驗，能顯著提高實驗效率和實驗結果的準確性。
附圖說明
圖1是本發明外型在一個視角下的立體結構示意圖；
圖2是本發明外型在另一個視角下的立體結構示意圖；
圖3是本發明的內部結構示意圖；
圖4是本發明去掉櫃體和巖樣容納艙後的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發明的一種頁巖巖樣密封性檢測裝置，包括櫃體40，櫃體40內設置有巖樣容納艙41、氣體檢測艙42、電動四通閥45、真空泵46和鼓風機47，巖樣容納艙41通過螺釘固定連接在櫃體40的前側內壁上，氣體檢測艙42設置在櫃體40內的底部並與巖樣容納艙41通過密封管接頭48相連，氣體檢測艙42內安裝有甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44，氣體檢測艙42通過進排氣管路49與電動四通閥45的第一個接口相連，電動四通閥45的第二個接口通過排氣管路50與真空泵46相連，電動四通閥45的第三個接口通過進氣管路51與鼓風機47相連，電動四通閥45第四個接口接空；
櫃體40前側外表面安裝有操作面板54，操作面板54上設有啟動按鈕62和急停按鈕63，櫃體40內底部安裝有控制櫃56，操作面板54通過數據總線55與控制櫃56相連，甲烷探測儀43通過一號數據線57與控制櫃56相連，氣壓檢測儀44通過二號數據線58與控制櫃56相連，電動四通閥45通過三號數據線61與控制櫃56相連，控制櫃56上外延出設備控制線59，設備控制線59分別與真空泵7和鼓風機47相連。
櫃體40前側安裝有與巖樣容納艙41對應的艙門52，艙門52上裝有櫃體40前側面配合的旋轉鎖53；旋轉鎖53鎖緊時，艙門52將巖樣容納艙41密封，旋轉鎖53開啟時，打開艙門52，將巖樣放入或取出巖樣容納艙41；櫃體40右側外部設置電源插頭64和總電源按鈕65，櫃體40底部安裝有四隻萬向輪66，櫃體40左側上部和右側上部均安裝有一個把手67，櫃體40內安裝有穩壓電源69，穩壓電源69通過輸出電源線68與控制櫃56連接，穩壓電源69通過輸入電源線70與電源插頭64連接。
櫃體40左側開有柵格透氣孔60。
使用頁巖巖樣密封性檢測裝置的裂縫檢測方法，包括以下步驟：
（1）頁巖巖樣密封性檢測裝置的啟動；
（2）巖樣容納艙41和氣體檢測艙42的校準；
（3）巖樣內部裂縫檢測實驗；
（4）巖樣內部裂縫檢測實驗後的儀器整理。
所述步驟1具體為：
a、將頁巖巖樣密封性檢測裝置推放在平整的地面上；
b、將民用220V電源接入頁巖巖樣密封性檢測裝置的電源插頭64；
c、按下電源插頭64旁的總電源按鈕65，頁巖巖樣密封性檢測裝置內各元器件通電。
所述步驟2具體為：
A、按下操作面板54上的啟動按鈕62，頁巖巖樣密封性檢測裝置開機；
B、打開艙門52，在操作面板54上下達「氣體清潔」命令，此時電動四通閥45自動調整為連通鼓風機47和氣體檢測艙42，然後啟動鼓風機47一分鐘，為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42通風，消除其中可能存在的幹擾氣體；
C、「氣體清潔」程序結束後，在操作面板54上下達「氣體校準」命令，此時電動四通閥45自動調整為連通電動四通閥45的第四個接口和氣體檢測艙42，甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44讀數歸零。
所述步驟3具體為：
Ⅰ、「氣體校準」程序結束後，打開艙門52，將製備好的巖樣置入巖樣容納艙，關閉艙門52並鎖緊旋轉鎖53；
Ⅱ、在操作面板54上下達「巖樣檢測」命令，此時電動四通閥45自動調整為連通真空泵46和氣體檢測艙42，隨後真空泵46啟動開始為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42減壓，減壓過程中甲烷探測儀43和氣壓檢測儀44實時讀數，標定氣體檢測艙42內的甲烷含量和氣壓值，當甲烷濃度達到設定的閾值時，信息反饋在操作面板54上，顯示當前巖樣內部縫隙發育完好，當氣壓值達到設定的閾值時，真空泵46停止工作，防止艙內氣壓過低引起設備損壞；
Ⅲ、「巖樣檢測」程序結束後，在操作面板54上下達「艙內復壓」命令，此時電動四通閥45緩慢地連通的第四個接口和氣體檢測艙42，為氣體檢測艙42和巖樣容納艙41恢復氣壓。
所述步驟4具體為：
①、「艙內復壓」命令結束後，打開艙門52，將巖樣取出；
②、在操作面板54上下達「氣體清潔」命令，此時電動四通閥45自動調整為連通鼓風機47和氣體檢測艙42，之後啟動鼓風機47一分鐘，為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42通風，消除其中存在的甲烷氣體；
③、按動電源插頭64旁的總電源按鈕65，為頁巖巖樣密封性檢測裝置斷電，將頁巖巖樣密封性檢測裝置推到歸置位置，結束實驗。
本實施例並非對本發明的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬於本發明技術方案的保護範圍。