[发明专利]一种岩样体积测试系统及气体渗漏监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质领域，进一步地说，是涉及一种岩样体积测试系统及气体渗漏监测方法。

背景技术

在岩样孔隙度测定过程中，气体法是测定岩样实体（骨架）体积的一种较为成熟的方法。其原理是：根据波义耳定律，一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，它的压力与体积成反比。将参比室与岩样室通过管线连结，管线上装有气体压力传感器（或压力表）和阀门，当在参比室中装入一定压力（P₁）的气体（空气或氮气等），在等温条件下，将气体输送到岩样室中，气体压力将下降，直至平衡，此时的压力称为平衡压力（P₂）。

此时，下列公式成立：

P₁*V₁=P₂*（V₂+V₁）-------------------------------------------（1）

其中：V₁为参比室和参比室到阀门之间管线体积之和；

V₂为岩样室和岩样室到阀门之间管线体积之和；

当将实体体积为V₃的岩样放入岩样室中时，重复上述过程，下列公式成立：

P₁*V₁=P₂*（V₂+V₁－V₃）

V₃=V₂+V₁-P₁*V₁/P₂------------------------------------------（2）

由此可见，由于V₂、V₁和P₁均为已知，只要测得装入岩样后的平衡压力P₂，用公式（2）可以计算岩样实体体积，平衡压力P₂是准确计算岩样实体体积的关键参数。

操作过程（参见附图）是：

（1）在阀门A关闭、阀门B、C打开的状态下，取下岩样室顶盖，将岩样放入岩样室，安装并加紧顶盖；

（2）关闭阀门C，打开阀门A、阀门B，使气体进入参比室，并达到一定的压力；

（3）关闭阀门B，打开阀门C，此时气体不断进入到岩样室以及岩样的孔隙中，气体压力下降，在没有气体渗漏的条件下，经过一段时间之后压力达到平衡，此时测得的压力为平衡压力；

从原理和操作过程来看，这种方法的优点是仪器结构简单，操作简便。但也存在一定的缺陷和风险。

①参比室与岩样室由管线连结，管线上附有压力传感器（或压力表）、阀门，岩样室附有活动的顶盖，在操作过程中，存在气体渗漏的风险，一旦发生渗漏，将影响平衡压力的准确检测；

②在操作过程（3），因岩样而异，压力达到平衡所需要的时间有很大的差异，有的仅几分钟，有的需几十分钟才能达到平衡。在此过程中，是气体发生了渗漏？还是正常的平衡过程？操作人员难以判断，致使工作效率、甚至测试质量受到影响。

为此，非常需要一种气体渗漏监测方法，使仪器的关键部件及其连结点的密封性能处于实时监控状态，以保证工作效率和测试质量。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种岩样体积测试系统及气体渗漏监测方法。可以使系统处于实时监控状态，及时发现渗漏，提高工作效率，保证测试精度。

本发明的目的之一是提供一种岩样体积测试系统。

包括：气源、参比室、岩样室、压力传感器、阀门A、阀门B和阀门C，气源依次连接参比室和岩样室，压力传感器和阀门C设置在参比室和岩样室之间的管线上，阀门A和阀门B设置在气源和参比室之间的管线上，

将阀门B、参比室、压力传感器、阀门C和岩样室设置在封闭机箱内，靠近岩样室的一侧机箱设置有门，可取放岩样；

所述机箱内或者机箱外设置有示踪气体监测装置；

所述机箱外设置有计算机，分别与压力传感器和示踪气体监测装置连接。

本发明的目的之二是提供一种岩样体积测试过程中气体渗漏监测方法。

包括：

在岩样体积测试过程中，通过示踪气体监测装置监测机箱内系统是否发生渗漏；

当压力下降，示踪气体监测装置检测到的示踪气体浓度超过空气中示踪气体的含量时，计算机报警。

具体包括以下步骤：