頁巖吸水膨脹

1、實驗八頁巖膨脹性及粒度組成分析實驗實驗目的掌握泥頁巖膨脹機理；了解高溫高壓泥頁巖膨脹儀的工作原理及儀器結構；掌握泥頁巖膨脹率測定及計算方法。實驗原理泥頁巖在高溫高壓下遇水開始膨脹，隨著時間的增加，膨脹量增大。泥頁巖膨脹率計算公式：E = ht - h0 x 100%h0其中：E膨脹率，%； ht粘土樣品在t時刻的高度，mm； h0粘土樣品的初始高度，mm。儀器結構計算機HTP-3A高溫高壓泥頁巖膨脹儀 溫度*r矗鼻美膨脹量:mm! I 圖8-1高溫高壓泥頁巖膨脹儀原理圖1,壓力表；2,放氣手柄；3,銷釘；4,連通閥桿；5.放氣螺釘；6,輸入三通閥;7,容柵傳感器；8,導桿；9,溫度傳感器；10

2、.主測杯；11.粘土樣品；12,巖樣模；13.加熱套；14.溫控儀；15.注液閥；16.注液杯圖8-2王測杯結構示意圖1.容柵傳感器；2.傳感器支架；3.輸入三通閥；4.放氣螺釘；5.平衡支架；6.密封螺釘；7.滑動桿；8.測桿；9.主測杯；10.緊固螺釘；11.巖樣模；12.托墊；13,止釘；14,杯下蓋；15.051X3.1密封圈；16.測盤；17,滑塊；18,表桿；19,傳感器座王要試驗儀器：氮氣瓶（氮氣壓力大于5Mpa）、管匯、高溫高壓 泥頁巖膨脹儀、數(shù)據(jù)控制及顯示系統(tǒng)等。各儀器的主要指標：氣源壓力為5Mpa；工作溫度W120C；工 作壓力為3.5Mpa；測試量程為15mm；試樣模內(nèi)徑

3、為25mm；測量分 辨率為0.001mm。四.實驗步驟打開高溫高壓頁巖膨脹儀的電源開關，設置加熱溫度為80C。將制備好的壓樣（同巖樣模一起）從主測杯底部裝入主測杯內(nèi)，同時應在主測杯底部放置密封圈，禁錮主測杯下的6個固定螺釘。在主測杯上部放一個密封圈，將帶有測盤、測桿的平衡支架系 統(tǒng)放入主測杯內(nèi)，調(diào)整好位置，擰緊固定螺釘。將注液杯與主測杯之間的注液閥順時針關閉，然后把試液 (2030mL )倒入注液杯中，擰緊杯蓋。將連接好的主測杯和注液杯放入高溫高壓夜宴膨脹儀的加熱 套中，并將兩根輸氣管分別與主測杯的輸入三通閥和注液杯的連通閥 桿連接好。將容柵傳感器放入支架內(nèi)，調(diào)節(jié)表桿位置，使其底部與滑塊接 觸

4、，并擰緊固定螺釘；然后將溫度傳感器插入主測杯的孔內(nèi)。擰緊注液杯上部的放氣手柄，擰緊放氣螺桿，然后打開注液杯 的連通閥桿，將連接注液杯的氣體的壓力調(diào)至0.51Mpa；再將主測 杯的氣體壓力調(diào)到實驗壓力3.5Mpa。打開計算機中的測試軟件，設置好采樣時間。主測杯放入加熱套一定時間后，當溫度達到實驗溫度時，點擊 測試軟件上的“清零”和“開始”鍵；打開注液閥，將液體注入主測 杯中，迅速關閉注液閥；打開主測杯的放氣螺釘，調(diào)節(jié)主測杯中的壓 力至實驗壓力(為減少實驗誤差，上述三個操作最好在10s內(nèi)完成)； 則指定溫度、壓力條件下的膨脹實驗正式開始。每隔2min記錄粘土試樣的膨脹量，當膨脹量達到穩(wěn)定時，停 止

5、實驗。關閉總氣源閥、主測杯上的放氣螺釘、注液杯的連通閥桿，關閉主機電源；緩慢擰開注液杯上部的放氣手柄，放出其中的氣體;松開減壓閥（連接兩根輸氣管線）。卸下容柵傳感器、溫度傳感器，卸下與注液杯、主測杯相連 的管線。將主測杯從加熱套中提出，置于空氣中冷卻（溫度很高時，可 用濕布冷卻），至溫度TW40C，松開主測杯的放氣螺釘和注液杯上 部的連通閥桿，放掉杯內(nèi)余壓。確認主測杯和注液杯內(nèi)沒有氣壓后，卸下注液杯杯蓋，松開 主測杯上蓋和下蓋的緊固螺釘，卸下主測杯的上、下杯蓋，取出巖樣 模，清洗導桿端面以及主測杯內(nèi)壁，擦干后存放。整理實驗儀器，處理實驗數(shù)據(jù)。五.實驗結果處理要求地層溫度=80 C，地層壓力=3.5 MPa粘土樣品的初始高度h= 5.44 mm粘土膨脹率計算公式：E = ht - h0 x 100%h0舉例說明（以t=0.5min為例）表一膨脹率與時間數(shù)據(jù)記錄表根據(jù)表一的數(shù)據(jù)，以時間為橫坐標，膨脹率為豎坐標作圖，得 到下面膨脹率隨時間變化的關系圖。從圖中可以看出，在壓力和