一种用于松散盐矿层孔隙度、给水度测试的装置及测试方法与流程

1.本发明涉及矿石孔隙度与给水度测试技术领域，特别涉及一种用于松散盐矿层孔隙度、给水度测试的装置及测试方法。


背景技术：

2.盐湖矿床在计算液体矿资源储量时，卤水矿层的孔隙度、给水度、体重、湿度是四个重要的计算参数，孔隙度储量是矿区查明储量备案登记的储量，而给水度储量是能开发利用的储量，是矿山设计部门依据的储量基准。所以卤水矿层的孔隙度、给水度、体重、湿度参数的是否准确，直接关系到提交资源储量的精度。目前的做法是，在地质勘查过程中，在盐矿层岩芯中采集10
‑
15cm长的完整非扰动盐矿芯作为孔给度样品，控干其中的重力水后用绵纸包裹封腊后送实验室测定。同时测试孔隙度、给水度、体重、湿度，并兼做化学分析。
3.而在实际勘查过程中，一般的盐矿层都非常松散，在钻孔岩芯中很难采集到完成的岩芯作为孔给度样品，从而导致孔给度样品数量偏少，不能满足资源储量计算的参数需求。即使有个别段岩芯完整，也是局部胶致密地段，或是钻头岩粉烧结成致密块状，其岩芯致密，孔隙发育极差，导致样品测试出来的孔隙度、给水度值偏小，而一般的盐矿层孔隙发育较好，富水性强，而测试结果不能真实的反应卤水矿层的孔隙度、给水度实际情况，这样就导致提交的资源储量结果因孔给度参数不准而偏小。
4.为此，提出一种用于松散盐矿层孔隙度、给水度测试的装置及测试方法。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例希望提供一种用于松散盐矿层孔隙度、给水度测试的装置及测试方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
6.本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种用于松散盐矿层孔隙度、给水度测试的装置，包括主体组件、抽真空组件和测试组件，所述主体组件包括工作台、烘箱和电子秤；
7.所述抽真空组件包括密封接水量杯、出水阀、真空泵、出水管和第一阀门；
8.所述测试组件包括样品桶、盖体、观察窗、样品层、第一滤网、样品盖板、弹簧、压板、进料斗、第二阀门和连通管；
9.所述烘箱、电子秤、密封接水量杯、真空泵和样品桶均安装于工作台的上表面，所述真空泵的进气口连通于密封接水量杯的顶部，所述密封接水量杯的一侧与出水管的一端连通，所述出水管的顶端与样品桶的底部连通，所述样品桶的内部设有样品层，所述样品桶的一侧连通有连通管，所述连通管的顶端连通有进料斗。
10.在一些实施例中：所述样品层的上表面贴附有第一滤网，所述第一滤网的上表面固定连接有样品盖板。
11.在一些实施例中：所述样品盖板的上表面对称焊接有四个弹簧，四个所述弹簧的顶端焊接于压板的下表面两侧。
12.在一些实施例中：所述样品桶的上表面螺纹连接有盖体，所述盖体的上表面安装有气缸，所述气缸的活塞杆贯穿盖体。
13.在一些实施例中：所述连通管的外侧安装有第二阀门，所述出水管的外侧安装有第一阀门。
14.在一些实施例中：所述密封接水量杯的一侧底部安装有出水阀，所述样品桶的前表面嵌入式安装有观察窗，所述真空泵的进气口与出气口均连通有第一管体，所述第一管体的一端安装有第三阀门，两个所述第一管体的一端均与第二管体连通，所述第二管体的一端与气缸的进气口连通。
15.一种用于松散盐矿层孔隙度、给水度测试的测试方法，包括以下步骤：
16.s1、将样品捣碎，放入电子秤上称重，取500g，形成样品层，将样品层放入样品桶内部，盖上第一滤网，读取样品层高度刻度数，测算出试样体积(v试样)；
17.s2、启动真空泵，将样品层中的重力水和空气排出；
18.s3、将同矿区卤水从带刻度的进料斗中加入，使液位高出样品桶中的样品层顶面，记录液位读数(v1)，然后打开第二阀门，使卤水进入样品层直至液位达到样品层顶部与其齐平后关闭第二阀门，再记录进料斗中的液位读数(v2)，计算出注入样品层的卤水体积(v饱水)；
19.s4、再次启动真空泵，将样品层孔隙中的重力水排出，直至排尽为止，在接水量杯中测量排出水的体积，即为给出的水体积(v排水)；
20.s5、根据样品层饱水时的水体积(v饱水)和样品层总体积(v试样)之比及所排出的水量(v排水)和样品层总体积(v试样)之比，计算出松散样品层的孔隙度(n)和给水度(μ)；
21.s6、将样品桶中排出重力水之后的样品层放入烘箱中，45℃烘样48小时，至恒重后称重得到样品层的干重(w干样)；
22.s7、根据原样品层总重量(w试样)与原样品层总体积(v试样)的比值，可计算出样品层的体重(d)，再根据原样品层总重量(w试样)减去烘干后的样品层总重量(w干样)与原样品层总重量(w试样)的比值百分数，可计算出样品的湿度(w％)。
23.在一些实施例中：在所述s1中，用可阻塞样品层下移的第二滤网垫住样品桶底部排水孔，将第一阀门和第二阀门关上，盖上第一滤网后，使用盖体下压压板，压板挤压弹簧，弹簧挤压样品盖板，样品盖板压实第一滤网，循环3
‑
4次。
24.在一些实施例中：在所述s6中，孔给度样品的孔隙度、给水度及持水度计算公式：
25.n＝sr μ
26.n＝(v饱水/v试样)
×
100％
27.sr＝(v持水/v试样)
×
100％
28.μ＝(v排水/v试样)
×
100％
29.式中：
30.n——为样品孔隙度(％)；
31.sr——为样品持水度(％)
32.μ——为样品给水度(％)
33.v试样——为原始样品总体积(cm3)
34.v饱水——试样饱和水量体积(cm3)
35.v持水——试样持水量体积(cm3)
36.v排水——试样排水量体积(cm3)。
37.在一些实施例中：在所述s7中，孔给度样品的体重、湿度计算公式：
38.d＝w试样/v试样
39.w％＝((w试样
‑
w干样)/w试样)
×
100％
40.上式中：
41.d—为样品体重(g/cm3)；
42.w试样——原始试样的总重量(g)
43.v试样——原始试样的总体积(cm3)
44.w％——原始样品湿度(％)
45.w试样——原始样品重量(g)
46.w干样——烘干样品重量(g)。
47.本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
48.本发明通过先将样品放在样品桶里捣实测量样品的总体积，再用同矿区矿层中的卤水注入松散盐矿样品中直至样品饱和，加入的卤水体积即为盐矿样品孔隙的体积，孔隙体积与样品总体积的比值即为孔隙度；然后将样品中的卤水用真空泵排出，排出卤水的体积即为给出水的体积，给出水的体积与样品总体积的比值即为给水度，能真实的反应卤水矿层的孔隙度、给水度实际情况，提交的资源储量结果参数准确。
49.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
50.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
51.图1为本发明的结构图；
52.图2为本发明中样品桶内部的结构图；
53.图3为本发明的测试方法流程图。
54.附图标记：10、主体组件；11、工作台；12、烘箱；13、电子秤；20、抽真空组件；21、密封接水量杯；22、出水阀；23、真空泵；231、第一管体、232、第二管体、233、第三阀门；24、出水管；25、第一阀门；30、测试组件；31、样品桶；32、盖体；33、观察窗；34、样品层；35、第一滤网；36、样品盖板；37、弹簧；38、压板；39、进料斗；310、第二阀门；311、连通管；312、气缸。
具体实施方式
55.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
56.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
57.如图1
‑
3所示，本发明实施例提供了一种用于松散盐矿层孔隙度、给水度测试的装置，包括主体组件10、抽真空组件20和测试组件30，主体组件10包括工作台11、烘箱12和电子秤13；
58.抽真空组件20包括密封接水量杯21、出水阀22、真空泵23、出水管24和第一阀门25；
59.测试组件30包括样品桶31、盖体32、观察窗33、样品层34、第一滤网35、样品盖板36、弹簧37、压板38、进料斗39和第二阀门310；
60.烘箱12、电子秤13、密封接水量杯21、真空泵23和样品桶31均安装于工作台11的上表面，真空泵23的进气口连通于密封接水量杯21的顶部，密封接水量杯21的一侧与出水管24的一端连通，出水管24的顶端与样品桶31的底部连通，样品桶31的内部设有样品层34，样品桶31的一侧连通有连通管311，连通管311的顶端连通有进料斗39。
61.在一个实施例中：样品层34的上表面贴附有第一滤网35，第一滤网35的上表面固定连接有样品盖板36；通过样品盖板36挤压第一滤网35，第一滤网35挤压样品层34，使样品层34之间无空隙。
62.在一个实施例中：样品盖板36的上表面对称焊接有四个弹簧37，四个弹簧37的顶端焊接于压板38的下表面两侧；压板38挤压弹簧37，弹簧37弹性挤压样品层34，延长使用寿命。
63.在一个实施例中：样品桶31的上表面螺纹连接有盖体32，盖体32的上表面安装有气缸312，气缸312的活塞杆贯穿盖体32；启动气缸312，气缸312的活塞杆下压压板38，压板38挤压弹簧37，弹簧37弹性挤压样品层34，将样品层34压实，使样品尽量达到原始地层的致密状态。
64.在一个实施例中：连通管311的外侧安装有第二阀门310，出水管24的外侧安装有第一阀门25；第一阀门25控制出水管24是否流通。
65.在一个实施例中：密封接水量杯21的一侧底部安装有出水阀22，样品桶31的前表面嵌入式安装有观察窗33；通过观察窗33观察样品层34被挤压的效果，真空泵23的进气口与出气口均连通有第一管体231，第一管体231的一端安装有第三阀门233，两个第一管体231的一端均与第二管体232连通，第二管体232的一端与气缸312的进气口连通；真空泵23的进气口与出气口通过第一管体231和第二管体232，控制气缸312活塞杆的伸缩。
66.一种用于松散盐矿层孔隙度、给水度测试的测试方法，包括以下步骤：
67.s1、将样品捣碎，放入电子秤13上称重，取500g，形成样品层34，将样品层34放入样品桶31内部，盖上第一滤网35，读取样品层34高度刻度数，测算出试样体积(v试样)；
68.s2、启动真空泵23，将样品层34中的重力水和空气排出；
69.s3、将同矿区卤水从带刻度的进料斗39中加入，使液位高出样品桶31中的样品层34顶面，记录液位读数(v1)，然后打开第二阀门310，使卤水进入样品层34直至液位达到样品层34顶部与其齐平后关闭第二阀门310，再记录进料斗(39)中的液位读数(v2)，计算出注入样品层34的卤水体积(v饱水)；；
70.s4、再次启动真空泵23，将样品层34孔隙中的重力水排出，直至排尽为止，在接水量杯中测量排出水的体积，即为给出的水体积(v排水)；
71.s5、根据样品层34饱水时的水体积(v饱水)和样品层34总体积(v试样)之比及所排出的水量(v排水)和样品层34总体积(v试样)之比，就可计算出松散样品层34的孔隙度(n)和给水度(μ)；
72.s6、将样品桶31中排出重力水之后的样品层34放入烘箱12中，45℃烘样为48小时，至恒重后称重得到样品层34的干重(w干样)；
73.s7、根据原样品层34总重量(w试样)与原样品层34总体积(v试样)的比值，可计算出样品层34的体重(d)，再根据原样品层34总重量(w试样)减去烘干后的样品层34总重量(w干样)与原样品层34总重量(w试样)的比值百分数，可计算出样品的湿度(w％)。
74.在一个实施例中：在s1中，用可阻塞样品层34下移的第二滤网垫住样品桶31底部排水孔，将第一阀门25和第二阀门310关上，盖上第一滤网35后，使用盖体32下压压板38，压板38挤压弹簧37，弹簧37挤压样品盖板36，样品盖板36压实第一滤网35，循环3
‑
4次。
75.在一个实施例中：在s6中，孔给度样品的孔隙度、给水度及持水度计算公式：
76.n＝sr μ
77.n＝(v饱水/v试样)
×
100％
78.sr＝(v持水/v试样)
×
100％
79.μ＝(v排水/v试样)
×
100％
80.式中：
81.n——为样品孔隙度(％)；
82.sr——为样品持水度(％)
83.μ——为样品给水度(％)
84.v试样——为原始样品总体积(cm3)
85.v饱水——试样饱和水量体积(cm3)
86.v持水——试样持水量体积(cm3)
87.v排水——试样排水量体积(cm3)。
88.在一个实施例中：在s7中，孔给度样品的体重、湿度计算公式：
89.d＝w试样/v试样
90.w％＝((w试样
‑
w干样)/w试样)
×
100％
91.上式中：
92.d—为样品体重(g/cm3)；
93.w试样——原始试样的总重量(g)
94.v试样——原始试样的总体积(cm3)
95.w％——原始样品湿度(％)
96.w试样——原始样品重量(g)
97.w干样——烘干样品重量(g)。
98.本实施例中：连通管311和密封接水量杯21的外侧均一体成型有刻度，可以通过观察连通管311和密封接水量杯21上的刻度，确定注入样品桶31和密封接水量杯21内部的水的容量，计算容量时，去除连通管39内的水体积
99.本发明在工作时：通过先将样品层34放在样品桶31里捣实，测量样品层34的总体积，再用同矿区矿层中的卤水注入松散盐矿样品中，直至样品层34饱和，加入的卤水体积即
为盐矿样品孔隙的体积，孔隙体积与样品总体积的比值即为孔隙度；然后将样品中的卤水用真空泵23排出，排出卤水的体积即为给出水的体积，给出水的体积与样品总体积的比值即为给水度，能真实的反应卤水矿层的孔隙度、给水度实际情况，提交的资源储量结果参数准确。
100.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。