本發(fā)明屬于頁巖含氣性測氣技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頁巖巖樣密封性檢測及取芯集氣模擬試驗方法。

背景技術(shù)：

在天然氣生產(chǎn)過程中，尤其是頁巖氣的生產(chǎn)過程中，泥頁巖含氣性對于評價頁巖氣資源潛力及有利區(qū)優(yōu)先是至關(guān)重要的直接參數(shù)，但是目前頁巖含氣量的取樣測試技術(shù)不夠完備?，F(xiàn)有的評價頁巖含氣量的方法是利用等溫吸附解吸實驗裝置，此方法是將鉆井過程中返上來的煤芯進行等溫吸附解吸，通過解吸所得的甲烷含量來評估頁巖氣儲層的含氣量。若是地下巖石在破碎過程中損失的氣量較多的話，頁巖氣現(xiàn)場解吸得到的氣量將是脫離實際。此方法在游離氣含量比較低的煤層如中高煤階煤層在一定程度上是有效的，但對于頁巖而言，雖然其整體含氣量低于中高階煤，但由于其游離氣含氣量普遍較高，在鉆頭鉆進過程中由于頁巖破碎所逸散的氣量相對較高，對于含氣性本來就較差的泥頁巖而言，該部分逸散氣量的準(zhǔn)確測定顯得尤為重要。基于這種情況，若將鉆井過程中損失的氣量測出，再結(jié)合等溫吸附解吸法，將更加準(zhǔn)確的評價泥頁巖儲層的含氣性。目前，尚未有類似的能夠測量在鉆井過程中由于頁巖破碎而導(dǎo)致的氣體散失量的裝置。由于泥頁巖裂縫不發(fā)育但大孔發(fā)育，頁巖本身的密閉程度較好，在鉆進過程中，只有巖體被破壞的部分的氣體散失，而其內(nèi)部的氣體基本保存完好，為巖芯鉆取過程損失氣量模擬試驗方法提供了基礎(chǔ)條件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種頁巖巖樣密封性檢測及取芯集氣模擬試驗方法，其是在鉆井過程中頁巖巖樣進行密封處理，先進行裂縫檢測認(rèn)定致密頁巖氣層最中心的部位氣體沒有逸出的情況下，再用實驗室中模擬地下的物理條件下，對巖心進行再次鉆進，測出鉆進過程中由于巖石破碎而損失的氣量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種頁巖巖樣密封性檢測及取芯集氣模擬試驗方法，包括以下步驟：

一、先在實際鉆井地點制備巖石柱，巖石柱采用致密頁巖氣層最中心的部位，在氣體沒有逸出的情況下，對巖石柱進行密封處理，運送到實驗室內(nèi)；

二、將巖石柱放置到巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置內(nèi)進行裂縫檢測；

三、裂縫檢測合格后的巖石柱放置到巖石取芯集氣裝置內(nèi)進行取芯集氣。

步驟二中的巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置包括柜體，柜體內(nèi)設(shè)置有巖樣容納艙、氣體檢測艙、電動四通閥、真空泵和鼓風(fēng)機，巖樣容納艙呈前端敞口的圓筒形結(jié)構(gòu)，巖樣容納艙前端通過螺釘固定連接在柜體的前側(cè)內(nèi)壁上，氣體檢測艙設(shè)置在柜體內(nèi)的底部并與巖樣容納艙通過密封管接頭相連，氣體檢測艙內(nèi)安裝有甲烷探測儀和氣壓檢測儀，氣體檢測艙通過進排氣管路與電動四通閥的第一個接口相連，電動四通閥的第二個接口通過排氣管路與真空泵相連，電動四通閥的第三個接口通過進氣管路與鼓風(fēng)機相連，電動四通閥第四個接口接空；

柜體前側(cè)外表面安裝有操作面板，操作面板上設(shè)有啟動按鈕和急停按鈕，柜體內(nèi)底部安裝有控制柜，操作面板通過數(shù)據(jù)總線與控制柜相連，甲烷探測儀通過一號數(shù)據(jù)線與控制柜相連，氣壓檢測儀通過二號數(shù)據(jù)線與控制柜相連，電動四通閥通過三號數(shù)據(jù)線與控制柜相連，控制柜上外延出設(shè)備控制線，設(shè)備控制線分別與真空泵和鼓風(fēng)機相連；

柜體前側(cè)安裝有與巖樣容納艙對應(yīng)的艙門，艙門上裝有柜體前側(cè)面配合的旋轉(zhuǎn)鎖；旋轉(zhuǎn)鎖鎖緊時，艙門將巖樣容納艙密封，旋轉(zhuǎn)鎖開啟時，打開艙門，將巖樣放入或取出巖樣容納艙；柜體右側(cè)外部設(shè)置電源插頭和總電源按鈕，柜體底部安裝有四只萬向輪，柜體左側(cè)上部和右側(cè)上部均安裝有一個把手，柜體內(nèi)安裝有穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓電源通過輸出電源線與控制柜連接，穩(wěn)壓電源通過輸入電源線與電源插頭連接；柜體左側(cè)開有柵格透氣孔。

步驟三中的巖石取芯集氣裝置包括立柱，立柱上水平設(shè)置有試驗臺，試驗臺上固定設(shè)有呈圓筒形結(jié)構(gòu)的試驗筒，試驗筒的中心線沿垂直方向設(shè)置，試驗筒內(nèi)壁上固定設(shè)有巖石柱定位結(jié)構(gòu)和位于巖石柱周向定位結(jié)構(gòu)上方的巖石柱軸向定位結(jié)構(gòu)，試驗筒上端外側(cè)邊沿水平設(shè)置有安裝盤，安裝盤上表面通過緊固螺栓可拆卸連接有將試驗筒密封的密封蓋，密封蓋下表面與安裝盤上表面之間第一密封圈，密封蓋上設(shè)有下端均與試驗筒內(nèi)部連通的注水管、放空管和計量管；試驗臺下表面連接有與試驗筒內(nèi)部連通的排水管，排水管上設(shè)有排水閥；

安裝盤下表面固定設(shè)有兩個關(guān)于試驗筒中心線對稱的升降電機，每個升降電機的主軸均垂直向上穿過安裝盤并同軸向傳動連接有一根絲杠，每根絲杠上均螺紋連接有一個套筒，兩個套筒之間通過一塊安裝板連接，安裝板的中部上表面固定設(shè)有一個取芯電機，取芯電機的主軸垂直向下穿過安裝板并同軸向傳動連接有鉆筒，鉆筒下端圓周邊沿設(shè)置有齒狀的金剛石鉆削刃，鉆筒自上而下穿過密封蓋伸入到試驗筒內(nèi)，密封蓋上設(shè)置有與鉆筒外壁密封配合的第二密封圈；安裝盤上表面沿垂直方向固定設(shè)有兩根關(guān)于試驗筒中心線對稱的導(dǎo)桿，安裝板上連接有分別對應(yīng)滑動套設(shè)在一根導(dǎo)桿上的導(dǎo)向板；

安裝盤上表面垂直設(shè)有沿試驗筒中心線圓形陣列布置的至少四根支桿，所有支桿上端連接有一個整體呈圓環(huán)形的水箱，絲杠和導(dǎo)桿均位于水箱的內(nèi)側(cè)，注水管的進水口連接在水箱的底部，注水管上設(shè)置有注水閥；

水箱上設(shè)置有真空泵、安裝盤上設(shè)有儲氣箱，儲氣箱上連接有壓力表，計量管的上端與儲氣箱連接，計量管上設(shè)置有計量球閥，放空管上設(shè)置有放空球閥；

試驗臺上設(shè)置有用于控制升降電機、取芯電機以及真空泵啟閉及轉(zhuǎn)速的控制裝置。

巖石柱定位結(jié)構(gòu)設(shè)置有兩層，每層的巖石柱定位結(jié)構(gòu)均包括四根沿試驗筒徑向設(shè)置的定位桿，四根定位桿沿試驗筒的中心線方向圓周陣列布置，每根定位桿的外端均固定設(shè)在試驗筒內(nèi)壁上，每根定位桿內(nèi)端均固定設(shè)有一塊弧形板，四塊弧形板的中心線與試驗筒的中心線重合；

巖石柱軸向定位結(jié)構(gòu)包括定位環(huán)板和三塊固定板，定位環(huán)板的圓周外壁固定設(shè)有三塊連接板，三塊沿試驗筒中心線圓形陣列布置的固定板，固定板固定設(shè)在試驗筒內(nèi)壁上，三塊連接板上分別對應(yīng)與一塊固定板通過定位螺栓連接。

步驟二具體包括以下過程：

1）巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置的啟動；

2）巖樣容納艙和氣體檢測艙的校準(zhǔn)；

3）巖樣內(nèi)部裂縫檢測實驗；

4）巖樣內(nèi)部裂縫檢測實驗后的儀器整理。

步驟1）具體包括以下過程：

a、將自動巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置推放在平整的地面上；

b、將民用220V電源接入巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置的電源插頭；

c、按下電源插頭旁的總電源按鈕，巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置內(nèi)各元器件通電。

步驟2）具體包括以下過程：

A、按下操作面板上的啟動按鈕，巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置開機；

B、打開艙門，在操作面板上下達“氣體清潔”命令，此時電動四通閥自動調(diào)整為連通鼓風(fēng)機和氣體檢測艙，然后啟動鼓風(fēng)機一分鐘，為巖樣容納艙和氣體檢測艙通風(fēng)，消除其中可能存在的干擾氣體；

C、“氣體清潔”程序結(jié)束后，在操作面板上下達“氣體校準(zhǔn)”命令，此時電動四通閥自動調(diào)整為連通電動四通閥的第四個接口和氣體檢測艙，甲烷探測儀和氣壓檢測儀讀數(shù)歸零。

步驟3）具體包括以下過程：

Ⅰ、“氣體校準(zhǔn)”程序結(jié)束后，打開艙門，將制備好的巖樣置入巖樣容納艙，關(guān)閉艙門并鎖緊旋轉(zhuǎn)鎖；

Ⅱ、在操作面板上下達“巖樣檢測”命令，此時電動四通閥自動調(diào)整為連通真空泵和氣體檢測艙，隨后真空泵啟動開始為巖樣容納艙和氣體檢測艙減壓，減壓過程中甲烷探測儀和氣壓檢測儀實時讀數(shù)，標(biāo)定氣體檢測艙內(nèi)的甲烷含量和氣壓值，當(dāng)甲烷濃度達到設(shè)定的閾值時，信息反饋在操作面板上，顯示當(dāng)前巖樣內(nèi)部縫隙發(fā)育完好，當(dāng)氣壓值達到設(shè)定的閾值時，真空泵停止工作，防止艙內(nèi)氣壓過低引起設(shè)備損壞；

Ⅲ、“巖樣檢測”程序結(jié)束后，在操作面板上下達“艙內(nèi)復(fù)壓”命令，此時電動四通閥緩慢地連通的第四個接口和氣體檢測艙，為氣體檢測艙和巖樣容納艙恢復(fù)氣壓。

步驟4）具體包括以下過程：

①、“艙內(nèi)復(fù)壓”命令結(jié)束后，打開艙門，將巖樣取出；

②、在操作面板上下達“氣體清潔”命令，此時電動四通閥自動調(diào)整為連通鼓風(fēng)機和氣體檢測艙，之后啟動鼓風(fēng)機一分鐘，為巖樣容納艙和氣體檢測艙通風(fēng)，消除其中存在的甲烷氣體；

③、按動電源插頭旁的總電源按鈕，為巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置斷電，將巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置推到歸置位置。

步驟三具體包括以下過程：

（1）將裂縫檢測合格的巖石柱放入試驗筒中，采集的巖石柱的外徑等于或稍小于弧形板的內(nèi)徑，上下兩層共8塊弧形板的內(nèi)弧面與巖石柱外弧面貼合對巖石柱進行徑向限位，然后將定位環(huán)板放置到巖石柱上端，使用定位螺栓連接固定板和連接板，定位環(huán)板與巖石柱壓接配合，對巖石柱起軸向限位；

（2）打開放空球閥及注水閥，關(guān)閉排水閥和計量球閥，水箱中的水在高度差作用下經(jīng)注水管流入到試驗筒體中，隨著試驗筒內(nèi)水面的升高，空氣由放空管排出，第一密封圈和第二密封圈起到避免漏氣和漏水的作用，當(dāng)試驗筒體中排完空氣充滿水后，關(guān)閉放空球閥和注水閥；

（3）保持計量球閥為關(guān)閉狀態(tài)，開啟真空泵，對儲氣箱進行抽真空處理，通過儲氣箱頂部連接的壓力表進行儲氣箱內(nèi)部壓力顯示，待儲氣箱抽真空完成后打開計量球閥；

（4）啟動取芯電機及兩個升降電機，兩個升降電機的轉(zhuǎn)速相同，升降電機帶動絲杠轉(zhuǎn)動，由于導(dǎo)向板套設(shè)在導(dǎo)桿上限定套筒隨絲杠轉(zhuǎn)動，隨著絲杠的轉(zhuǎn)動，套筒沿絲杠向下運動，兩個套筒之間的安裝板帶動取芯電機實現(xiàn)向下軸向進給運動，取芯電機帶動鉆筒旋轉(zhuǎn)，鉆筒下端的金剛石鉆削刃切割巖石柱進行取芯；

（5）鉆筒在旋轉(zhuǎn)切割巖石柱的過程中，試驗筒內(nèi)的水對剛石鉆削刃起到潤滑降溫作用，同時巖石柱內(nèi)部破碎巖石會釋放氣體，所釋放氣體由于壓差作用進入儲氣箱內(nèi)并通過壓力表顯示儲氣箱內(nèi)氣體壓力變化，從而實現(xiàn)在取芯過程中對巖石柱所釋放的氣體進行收集及顯示；

（6）通過儲氣箱固有體積及壓力表顯示的壓力換算得到采集氣體的體積；

（7）打開排水閥，試驗筒內(nèi)的水通過排水管排出，然后將切割分離的巖芯取出。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明中的巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置可以對巖樣檢測采取非接觸檢測，可以保持巖樣的完整性，免除了傳統(tǒng)方法中對巖樣的切割整理工作，并且整機結(jié)構(gòu)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(nèi)完成巖樣密封性的檢測實驗，能顯著后續(xù)取芯集氣實驗的效率和實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明能夠模擬在頁巖氣生產(chǎn)過程中采集巖芯所釋放的氣量，本發(fā)明通過模擬實現(xiàn)取芯過程，同時采集計量在取芯過程中破碎巖芯時巖芯所釋放的氣量。本發(fā)明是在認(rèn)定致密頁巖氣層最中心的部位氣體沒有逸出的情況下，對此類巖心進行密封處理，再用實驗室中模擬地下的物理條件下，對巖心進行再次鉆進，測出鉆進過程中由于巖石破碎而損失的氣量。本發(fā)明與傳統(tǒng)的含氣量評估方法的結(jié)合，將更加準(zhǔn)確的解決頁巖氣層含氣性的問題，更加有利于頁巖氣層的評價。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置外型在一個視角下的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置外型在另一個視角下的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置去掉柜體和巖樣容納艙后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中巖石取芯集氣裝置外型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明中巖石取芯集氣裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖6中鉆筒的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1-圖7所示，本發(fā)明的一種頁巖巖樣密封性檢測及取芯集氣模擬試驗方法，包括以下步驟：

一、先在實際鉆井地點制備巖石柱38，巖石柱38采用致密頁巖氣層最中心的部位，在氣體沒有逸出的情況下，對巖石柱38進行密封處理，運送到實驗室內(nèi)；

二、將巖石柱38放置到巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置內(nèi)進行裂縫檢測；

三、裂縫檢測合格后的巖石柱38放置到巖石取芯集氣裝置內(nèi)進行取芯集氣。

步驟二中的巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置包括柜體40，柜體40內(nèi)設(shè)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(fēng)機47，巖樣容納艙41呈前端敞口的圓筒形結(jié)構(gòu)，巖樣容納艙41前端通過螺釘固定連接在柜體40的前側(cè)內(nèi)壁上，氣體檢測艙42設(shè)置在柜體40內(nèi)的底部并與巖樣容納艙41通過密封管接頭48相連，氣體檢測艙42內(nèi)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(fēng)機47相連，電動四通閥45第四個接口接空；

柜體40前側(cè)外表面安裝有操作面板54，操作面板54上設(shè)有啟動按鈕62和急停按鈕63，柜體40內(nèi)底部安裝有控制柜56，操作面板54通過數(shù)據(jù)總線55與控制柜56相連，甲烷探測儀43通過一號數(shù)據(jù)線57與控制柜56相連，氣壓檢測儀44通過二號數(shù)據(jù)線58與控制柜56相連，電動四通閥45通過三號數(shù)據(jù)線61與控制柜56相連，控制柜56上外延出設(shè)備控制線59，設(shè)備控制線59分別與真空泵7和鼓風(fēng)機47相連。

柜體40前側(cè)安裝有與巖樣容納艙41對應(yīng)的艙門52，艙門52上裝有柜體40前側(cè)面配合的旋轉(zhuǎn)鎖53；旋轉(zhuǎn)鎖53鎖緊時，艙門52將巖樣容納艙41密封，旋轉(zhuǎn)鎖53開啟時，打開艙門52，將巖樣放入或取出巖樣容納艙41；柜體40右側(cè)外部設(shè)置電源插頭64和總電源按鈕65，柜體40底部安裝有四只萬向輪66，柜體40左側(cè)上部和右側(cè)上部均安裝有一個把手67，柜體40內(nèi)安裝有穩(wěn)壓電源69，穩(wěn)壓電源69通過輸出電源線68與控制柜56連接，穩(wěn)壓電源69通過輸入電源線70與電源插頭64連接。柜體40左側(cè)開有柵格透氣孔60。

步驟三中的巖石取芯集氣裝置包括立柱1，立柱1上水平設(shè)置有試驗臺2，試驗臺2上固定設(shè)有呈圓筒形結(jié)構(gòu)的試驗筒3，試驗筒3的中心線沿垂直方向設(shè)置，試驗筒3內(nèi)壁上固定設(shè)有巖石柱定位結(jié)構(gòu)和位于巖石柱周向定位結(jié)構(gòu)上方的巖石柱軸向定位結(jié)構(gòu)，試驗筒3上端外側(cè)邊沿水平設(shè)置有安裝盤4，安裝盤4上表面通過緊固螺栓5可拆卸連接有將試驗筒3密封的密封蓋6，密封蓋6呈中間向上凸出的曲面結(jié)構(gòu)，密封蓋6下表面與安裝盤4上表面之間第一密封圈7，密封蓋6上設(shè)有下端均與試驗筒3內(nèi)部連通的注水管8、放空管9和計量管10；試驗臺2下表面連接有與試驗筒3內(nèi)部連通的排水管11，排水管11上設(shè)有排水閥12。

安裝盤4下表面固定設(shè)有兩個關(guān)于試驗筒3中心線對稱的升降電機13，每個升降電機13的主軸均垂直向上穿過安裝盤4并同軸向傳動連接有一根絲杠14，每根絲杠14上均螺紋連接有一個套筒15，兩個套筒15之間通過一塊安裝板16連接，安裝板16的中部上表面固定設(shè)有一個取芯電機17，取芯電機17的主軸垂直向下穿過安裝板16并同軸向傳動連接有鉆筒18，鉆筒18下端圓周邊沿設(shè)置有齒狀的金剛石鉆削刃19，鉆筒18自上而下穿過密封蓋6伸入到試驗筒3內(nèi)，密封蓋6上設(shè)置有與鉆筒18外壁密封配合的第二密封圈20；安裝盤4上表面沿垂直方向固定設(shè)有兩根關(guān)于試驗筒3中心線對稱的導(dǎo)桿21，安裝板16上連接有分別對應(yīng)滑動套設(shè)在一根導(dǎo)桿21上的導(dǎo)向板22。

安裝盤4上表面垂直設(shè)有沿試驗筒3中心線圓形陣列布置的至少四根支桿23，所有支桿23上端連接有一個整體呈圓環(huán)形的水箱24，絲杠14和導(dǎo)桿21均位于水箱24的內(nèi)側(cè)，注水管8的進水口連接在水箱24的底部，注水管8上設(shè)置有注水閥25。

水箱24上設(shè)置有真空泵26、安裝盤4上設(shè)有儲氣箱27，儲氣箱27上連接有壓力表28，計量管10的上端與儲氣箱27連接，計量管10上設(shè)置有計量球閥29，放空管9上設(shè)置有放空球閥31。

試驗臺2上設(shè)置有用于控制升降電機13、取芯電機17以及真空泵26啟閉及轉(zhuǎn)速的控制裝置39。

巖石柱定位結(jié)構(gòu)設(shè)置有兩層，每層的巖石柱定位結(jié)構(gòu)均包括四根沿試驗筒3徑向設(shè)置的定位桿32，四根定位桿32沿試驗筒3的中心線方向圓周陣列布置，每根定位桿32的外端均固定設(shè)在試驗筒3內(nèi)壁上，每根定位桿32內(nèi)端均固定設(shè)有一塊弧形板33，四塊弧形板33的中心線與試驗筒3的中心線重合。

巖石柱軸向定位結(jié)構(gòu)包括定位環(huán)板34和三塊固定板35，定位環(huán)板34的圓周外壁固定設(shè)有三塊連接板36，三塊沿試驗筒3中心線圓形陣列布置的固定板35，固定板35固定設(shè)在試驗筒3內(nèi)壁上，三塊連接板36上分別對應(yīng)與一塊固定板35通過定位螺栓37連接。

步驟二具體包括以下過程：

1）巖樣（即巖石柱38）內(nèi)部裂縫檢測裝置的啟動；

2）巖樣容納艙41和氣體檢測艙42的校準(zhǔn)；

3）巖樣內(nèi)部裂縫檢測實驗；

4）巖樣內(nèi)部裂縫檢測實驗后的儀器整理。

步驟1）具體包括以下過程：

a、將巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置推放在平整的地面上；

b、將民用220V電源接入巖樣內(nèi)部裂縫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，巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置內(nèi)各元器件通電。

步驟2）具體包括以下過程：

a、將巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置推放在平整的地面上；

b、將民用220V電源接入巖樣內(nèi)部裂縫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，巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置內(nèi)各元器件通電。

步驟3）具體包括以下過程：

Ⅰ、“氣體校準(zhǔn)”程序結(jié)束后，打開艙門52，將制備好的巖樣置入巖樣容納艙，關(guān)閉艙門52并鎖緊旋轉(zhuǎn)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(diào)整為連通真空泵46和氣體檢測艙42，隨后真空泵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(shù)，標(biāo)定氣體檢測艙42內(nèi)的甲烷含量和氣壓值，當(dāng)甲烷濃度達到設(shè)定的閾值時，信息反饋在操作面板54上，顯示當(dāng)前巖樣內(nèi)部縫隙發(fā)育完好，當(dāng)氣壓值達到設(shè)定的閾值時，真空泵46停止工作，防止艙內(nèi)氣壓過低引起設(shè)備損壞；

Ⅲ、“巖樣檢測”程序結(jié)束后，在操作面板54上下達“艙內(nèi)復(fù)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(fù)氣壓。

步驟4）具體包括以下過程：

①、“艙內(nèi)復(fù)壓”命令結(jié)束后，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(diào)整為連通鼓風(fēng)機47和氣體檢測艙42，之后啟動鼓風(fēng)機47一分鐘，為巖樣容納艙41和氣體檢測艙42通風(fēng)，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，為巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置斷電，將巖樣內(nèi)部裂縫檢測裝置推到歸置位置。

步驟三具體包括以下過程：

（1）將裂縫檢測合格的巖石柱38放入試驗筒3中，采集的巖石柱38的外徑等于或稍小于弧形板33的內(nèi)徑，上下兩層共8塊弧形板33的內(nèi)弧面與巖石柱38外弧面貼合對巖石柱38進行徑向限位，然后將定位環(huán)板34放置到巖石柱38上端，使用定位螺栓37連接固定板35和連接板36，定位環(huán)板34與巖石柱38壓接配合，對巖石柱38起軸向限位；

（2）打開放空球閥31及注水閥25，關(guān)閉排水閥12和計量球閥29，水箱24中的水在高度差作用下經(jīng)注水管8流入到試驗筒3體中，隨著試驗筒3內(nèi)水面的升高，空氣由放空管9排出，第一密封圈7和第二密封圈20起到避免漏氣和漏水的作用，當(dāng)試驗筒3體中排完空氣充滿水后，關(guān)閉放空球閥31和注水閥25；

（3）保持計量球閥29為關(guān)閉狀態(tài)，開啟真空泵26，對儲氣箱27進行抽真空處理，通過儲氣箱27頂部連接的壓力表28進行儲氣箱27內(nèi)部壓力顯示，待儲氣箱27抽真空完成后打開計量球閥29；

（4）啟動取芯電機17及兩個升降電機13，兩個升降電機13的轉(zhuǎn)速相同，升降電機13帶動絲杠14轉(zhuǎn)動，由于導(dǎo)向板22套設(shè)在導(dǎo)桿21上限定套筒15隨絲杠14轉(zhuǎn)動，隨著絲杠14的轉(zhuǎn)動，套筒15沿絲杠14向下運動，兩個套筒15之間的安裝板16帶動取芯電機17實現(xiàn)向下軸向進給運動，取芯電機17帶動鉆筒18旋轉(zhuǎn)，鉆筒18下端的金剛石鉆削刃19切割巖石柱38進行取芯；

（5）鉆筒18在旋轉(zhuǎn)切割巖石柱38的過程中，試驗筒3內(nèi)的水對剛石鉆削刃起到潤滑降溫作用，同時巖石柱38內(nèi)部破碎巖石會釋放氣體，所釋放氣體由于壓差作用進入儲氣箱27內(nèi)并通過壓力表28顯示儲氣箱27內(nèi)氣體壓力變化，從而實現(xiàn)在取芯過程中對巖石柱38所釋放的氣體進行收集及顯示；

（6）通過儲氣箱27固有體積及壓力表28顯示的壓力換算得到采集氣體的體積；

（7）打開排水閥12，試驗筒3內(nèi)的水通過排水管11排出，然后將切割分離的巖芯取出。

本實施例并非對本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。