[发明专利]一种裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置与测量方法

权利要求书

1.一种裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置，包括夹持器，其特征在于，

所述夹持器包括套筒(9)，所述套筒(9)中与其同轴设有胶套(10)，套筒(9)内壁与胶套(10)外壁之间设有围压腔，且套筒(9)外设有围压加载装置；一入口假岩芯(12)和一入口堵头(11)依次从夹持器的入口侧塞入胶套(10)中，且夹持器的入口侧设有入口端盖(15)，一出口假岩芯(34)和一出口堵头(35)依次从夹持器的出口侧塞入胶套(10)中，所述入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)沿各自中轴线分别设有水流通道(40)，且入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)彼此相对的侧面上各自从中心沿径向发散设有多个渗流槽(37)；

所述入口堵头(11)中与其中轴线平行设有两条水流通孔，一条水流通孔通过管线Ⅰ(33)连通至外部注水装置，管线Ⅰ(33)上设有阀门Ⅰ(33-1)和温度传感器(18)，另一条水流通孔通过管线Ⅱ(32)连通至外部，管线Ⅱ(32)上设有阀门Ⅱ(32-1)；

所述入口假岩芯(12)、出口假岩芯(34)、胶套(10)围成的空腔中设有单裂隙试样(13)，单裂隙试样(13)中沿其长度方向间隔分布设有多个测试孔组，所述测试孔组包括一从单裂隙试样(13)外壁沿其径向通至裂隙面(13-3)的通孔(13-1)和一从单裂隙试样(13)外壁向内开设的沉孔(13-2)，所述沉孔(13-2)的底部靠近裂隙面(13-3)；所述入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)中各自以水流通道(40)为起点沿径向延伸设有检测通道(50)，所述各检测通道(50)、通孔(13-1)和沉孔(13-2)中皆设有测温线(21)，所述测温线(21)皆通过出口堵头(35)中设置的布线槽(17)共同引出夹持器，所述出口堵头(35)中心沿其轴向设有水流引出孔(35-1)，水流引出孔(35-1)露出出口堵头(35)的一端通过出水管连接至一出水流量计(60)，所述出水管上设有三通阀(31)和背压阀(19)；所述套筒(9)外部设有隙宽测量装置(14)，所述隙宽测量装置(14)的探头(14-1)垂直于裂隙面(13-3)穿过套筒(9)和胶套(10)并顶住单裂隙试样(13)的外壁；

所述温度传感器(18)、测温线(21)引出夹持器的端部、隙宽测量装置(14)、出水流量计(60)共同连接至一数据采集器(70)上。

2.根据权利要求1所述的裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置，其特征在于，所述围压加载装置包括环压泵(23)和加热套(25)，所述加热套(25)套在套筒(9)上，套筒(9)上设有进油孔(9-1)和出油孔(9-2)，进油孔(9-1)和出油孔(9-2)皆从围压腔通至套筒(9)外部；所述环压泵(23)的出口连接一加压管路，所述加压管路穿过加热套(25)并连接至进油孔(9-1)上，出油孔(9-2)上连接一卸压管路，卸压管路穿过加热套(25)并通至大气中，所述加压管路上设有开关(26)，卸压管路上设有排气阀(28)。

3.根据权利要求2所述的裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置，其特征在于，还包括一循环泵(24)，循环泵(24)的一端通过循环阀Ⅰ(27)连接至加压管路上，所述卸压管路在出油孔(9-2)和排气阀(28)之间设有循环阀Ⅱ(29)，循环泵(24)的另一端连接至排气阀(28)与循环阀Ⅱ(29)之间的卸压管路段。

4.根据权利要求1所述的裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置，其特征在于，所述出口假岩芯(34)朝向出口堵头(35)的侧面环绕水流通道(40)设有一O型圈(38)，O型圈(38)设在出口假岩芯(34)与出口堵头(35)之间。

5.根据权利要求1所述的裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置，其特征在于，所述布线槽(17)露出夹持器的槽口上设有耐压软垫(17-1)，所述耐压软垫(17-1)由三层软垫材料组成，分别为聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚酰亚胺材料，测温线(21)穿过耐压软垫(17-1)并引出夹持器。

6.根据权利要求1所述的裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置，其特征在于，隙宽测量装置(14)包括LVDT位移传感器，隙宽测量平台的探头(14-1)与LVDT位移传感器连接，且LVDT位移传感器连接至数据采集器(70)上。