本發(fā)明涉及一種高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)，屬于巖石熱物性測試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
地球內(nèi)部巖層熱物性，是地球內(nèi)部熱結(jié)構(gòu)、熱演化及地球動(dòng)力學(xué)研究中最基礎(chǔ)的物性參數(shù)。而不同的溫、壓條件下，巖石熱物性存在差異。因此，深入開展不同圍壓條件下巖石熱物性測試研究具有非常重要的意義。目前，已有的高壓條件下巖石熱物性測試方法和系統(tǒng)，是通過將熱物性測試探頭(包括加熱源和溫度傳感器)與巖石樣品事先組裝好，一同安置在耐壓罐內(nèi)。啟動(dòng)加壓泵，將耐壓罐內(nèi)圍壓加到預(yù)定壓力后，維持一段時(shí)間，待整套系統(tǒng)的溫度達(dá)到平衡后，再開啟熱物性測試系統(tǒng)進(jìn)行電加熱，同時(shí)監(jiān)測巖石內(nèi)部溫度變化，從而完成不同圍壓條件下的熱物性測試。上述現(xiàn)有的測試方法與系統(tǒng)，必需主動(dòng)進(jìn)行電加熱(比如以恒定電流通過加熱絲)作為瞬態(tài)法熱物性測試所需的“熱源”。因此，加熱源和溫度傳感器必需同時(shí)安置在巖石內(nèi)部，使得測試系統(tǒng)相對較為復(fù)雜。而且熱物性參數(shù)測試對環(huán)境溫度的恒溫性要求特別高，而實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行熱物性測試過程中，測試系統(tǒng)通常直接與空氣接觸，很難在一個(gè)相對恒溫的環(huán)境下進(jìn)行測試。由于環(huán)境溫度的波動(dòng)難以控制，導(dǎo)致測試結(jié)果往往受到較大影響。這種測試方法與技術(shù)，必需主動(dòng)進(jìn)行電加熱(比如以恒定電流通過加熱絲)作為瞬態(tài)法熱物性測試所需的“熱源”。而我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：地殼常見巖石的應(yīng)力-溫度響應(yīng)系數(shù)(ΔT/Δσ)比較小(只有2～6mK/MPa)，而傳壓介質(zhì)(比如硅油)的應(yīng)力-溫度響應(yīng)系數(shù)則高達(dá)138.74mK/MPa，比地殼常見巖石的應(yīng)力-溫度響應(yīng)系數(shù)高2個(gè)數(shù)量級。因此，圍壓瞬間升高后，巖石樣品與傳壓介質(zhì)之間就存在溫差。因此，本發(fā)明通過實(shí)時(shí)監(jiān)測耐壓罐內(nèi)圍壓瞬間升高過程中巖石樣品表面、中心溫和傳壓介質(zhì)的溫度變化，結(jié)合有限元數(shù)值反演方法，即可獲得高壓條件下巖石樣品的熱物性參數(shù)(熱導(dǎo)率/thermalconductivity、熱擴(kuò)散率/thermaldiffusivitiy、及體積熱容/volumetricheatcapacity)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種高壓條件下無需電加熱“熱源”的巖石熱物性測試系統(tǒng)，其只在巖石樣品中心、表面及傳壓介質(zhì)中各安置一個(gè)溫度傳感器，通過快速打開排泄閥來實(shí)現(xiàn)巖石樣品的瞬間加載，并監(jiān)測圍壓瞬間升高過程中巖石樣品中心、表面級傳壓介質(zhì)的溫度變化，利用建立的有限元數(shù)值反演模型，結(jié)合全局優(yōu)化方法，即可獲得高壓條件下巖石樣品的熱物性參數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)了無電加熱“熱源”的瞬態(tài)熱物性測試，大大簡化了高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)及其操作程序。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)，其包括二個(gè)耐壓罐、高壓泵、溫度監(jiān)測模塊以及圍壓監(jiān)測模塊，其中，第一耐壓罐中內(nèi)形成第一空腔，第二耐壓罐內(nèi)形成一第二空腔，所述第一空腔和第二空腔內(nèi)均充滿傳壓介質(zhì)，向第一耐壓罐中輸送傳壓介質(zhì)的高壓泵通過第一連通管道與第一空腔相連，在所述第一連通管道上安裝有第一排泄閥和第一壓力傳感器；在所述第二空腔內(nèi)安裝一巖石樣品，所述巖石樣品的中心及外表面以及第二空腔的傳壓介質(zhì)中分別安裝有第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器，所述第一空腔和第二空腔之間通過第二連通管道相連通，在所述第二連通管道上安裝有第二排泄閥和第二壓力傳感器，所述第二空腔還與一第三排泄閥相連通；所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器的輸出端均與溫度監(jiān)測模塊的輸入端相連，所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的輸出端均與圍壓監(jiān)測模塊的輸入端相連。所述巖石樣品的外表面設(shè)置有用于對巖石樣品進(jìn)行封裝的橡膠套，所述巖石樣品的上、下兩端均通過硬質(zhì)硅膠密封。所述巖石樣品為圓柱狀。所述傳壓介質(zhì)為硅油，當(dāng)然也可以是植物油、去離子水等。本發(fā)明的另一目的在于提供一種無需電加熱“熱源”的高壓條件下巖石熱物性測試方法，其只在巖石樣品中心、表面及第二耐壓灌內(nèi)傳壓介質(zhì)中各安置一個(gè)溫度傳感器，通過快速打開排泄閥來實(shí)現(xiàn)巖石樣品的瞬間加載，并監(jiān)測圍壓瞬間升高過程中巖石樣品中心、表面級傳壓介質(zhì)的溫度變化，利用建立的有限元數(shù)值反演模型，結(jié)合全局優(yōu)化方法，即可獲得高壓條件下巖石樣品的熱物性參數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)了無電加熱“熱源”的瞬態(tài)熱物性測試，大大簡化了高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)及其操作程序。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種高壓條件下巖石熱物性測試方法，其包括以下步驟：步驟1、將第一溫度傳感器和第二溫度傳感器安置在制備好的圓柱狀巖石樣品的中心和外表面，采用橡膠套將巖石樣品進(jìn)行水密封裝，并在巖石樣品的上下兩端通過硬質(zhì)硅膠密封，形成巖石樣品組件；步驟2、將巖石樣品組件、第三溫度傳感器放入第二耐壓罐中，第二耐壓罐充滿傳壓介質(zhì)后再進(jìn)行密封，同時(shí)將安裝有第一排泄閥和第一壓力傳感器的第一連通管道連接高壓泵和第一耐壓罐，將安裝有第二排泄閥和第二壓力傳感器的第二連通管道連接第一耐壓罐和第二耐壓罐，在第二耐壓罐上安裝第三排泄閥，然后將第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器連接至溫度監(jiān)測模塊，將第一壓力傳感器和第二壓力傳感器連接到圍壓監(jiān)測模塊，從而組裝形成巖石熱物性測試系統(tǒng)；開啟溫度監(jiān)測模塊和圍壓監(jiān)測模塊，開始溫度和圍壓監(jiān)測；步驟3、只打開第一排泄閥，關(guān)閉第二排泄閥和第三排泄閥，開啟高壓泵，將第一耐壓罐中的圍壓升至預(yù)定壓力；步驟4、瞬間加載：待整套巖石熱物性測試系統(tǒng)處于平衡時(shí)，關(guān)閉第一排泄閥，第三排泄閥保持關(guān)閉，快速打開第二排泄閥，從而實(shí)現(xiàn)第二耐壓罐瞬間增壓；步驟5、根據(jù)溫度監(jiān)測模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測的第一溫度傳感器、第二溫度傳感器以及第三溫度傳感器的溫度變化和圍壓監(jiān)測模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測的第二壓力傳感器的圍壓變化，通過有限元數(shù)值模型，反演獲得任意圍壓下巖石樣品的熱物性參數(shù)。所述步驟5包括以下步驟：步驟51、以圓柱狀巖石樣品的中心為圓點(diǎn)，在以圓柱狀巖石樣品的徑向和軸向形成的柱坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)基于熱傳導(dǎo)微分方程建立有限元數(shù)值模型；步驟52、設(shè)巖石樣品的熱導(dǎo)率和體積熱容分別為λ和(ρc)，地殼常見巖石的熱導(dǎo)率及體積熱容的范圍分別為0.5～6.0W·m-1·K-1、0.5×106～5.0×106J·m-3·K-1，對求解區(qū)域中的兩參數(shù)中λ、(ρc)都進(jìn)行m等份剖分，獲得初始的(m+1)×(m+1)個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)(λi，(ρc)j)，其中i，j＝1，2，3，...，m；步驟53、將每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)(λi，(ρc)j)輸入已建立的有限元數(shù)值模型中，以快速加載過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測獲取的巖石樣品表面的溫度變化T02(t)和傳壓介質(zhì)溫度變化T03(t)作為邊界條件，模擬計(jì)算(λ，(ρc))＝(λi，(ρc)j)時(shí)，巖石樣品中心處的溫度變化，記為步驟54、利用最小二乘法，對所述有限元數(shù)值模型計(jì)算獲得的與巖石樣品中心實(shí)測的溫度變化T01(t)進(jìn)行線性擬合：求解該擬合直線斜率Ki，j和相關(guān)系數(shù)Ri，j，其中相關(guān)系數(shù)計(jì)算表達(dá)式如下步驟55、定義目標(biāo)函數(shù)為F(λi，(ρc)j)＝1.0-(Ri，j)2(4)并求解各網(wǎng)格點(diǎn)處的目標(biāo)函數(shù)值F(λi，(ρc)j)；其中：n為采樣總次數(shù)，tk為第k次采樣的時(shí)刻，T01(tk)為瞬間加載后tk時(shí)刻第一溫度傳感器采集的溫度變化，1≤k≤n；步驟56、找出目標(biāo)函數(shù)值最小的網(wǎng)格點(diǎn)，如果ε為判斷是否滿足求解要求而設(shè)定的閾值，則接受為所需要求解的巖石樣品的熱導(dǎo)率和體積熱容(λ，(ρc))，否則，將以為中心的鄰域?yàn)榍蠼鈪^(qū)域，將網(wǎng)格加密，返回到步驟53，直到滿足為止，從而解算得到巖石樣品的熱導(dǎo)率和體積熱容步驟57、最后根據(jù)熱導(dǎo)率λ、體積熱容(ρc)及熱擴(kuò)散率κ之間的關(guān)系式計(jì)算得到巖石樣品的熱擴(kuò)散率。所述步驟51中，柱坐標(biāo)系統(tǒng)下的熱傳導(dǎo)微分方程表達(dá)為其初始條件為T(r，z，0)＝0，r≤r0，|z|≤z02)(7)邊界條件由巖石熱物性測試系統(tǒng)監(jiān)測的樣品表面溫度變化T02(t)和傳壓介質(zhì)溫度變化T03(t)進(jìn)行如下約束其中γ為各種介質(zhì)的絕熱應(yīng)力變化的溫度響應(yīng)系數(shù)，A是由于圍壓變化導(dǎo)致溫度變化所對應(yīng)的熱源，r0為巖石樣品的半徑，z01為圓柱狀巖石樣品頂面或底面到巖石樣品中心圓柱面的垂直距離，z02為封裝后的圓柱狀巖石樣品組件頂面或底面到巖石樣品中心圓柱面的垂直距離。所述巖石樣品中心實(shí)測的溫度變化T01(t)，巖石樣品表面溫度變化T02(t)和傳壓介質(zhì)溫度變化T03(t)為各時(shí)刻實(shí)測溫度與瞬間加載時(shí)的溫度差，即：T01(t)＝T1(t)-T1(0)T02(t)＝T2(t)-T2(0)T03(t)＝T3(t)-T3(0)其中，T1(t)、T2(t)、T3(t)分別是瞬間加載后t時(shí)刻時(shí)第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器的實(shí)測溫度，通過步驟5測得，T1(0)、T2(0)、T3(0)分別是瞬間加載前第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器的實(shí)測溫度，通過步驟2測得。圍壓變化與之原理相同，即壓力傳感器在步驟5的測得值與步驟2的測得值之間的差值。第一溫度傳感器、第二溫度傳感器以及第三溫度傳感器測量的溫度均達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，則整套巖石熱物性測試系統(tǒng)溫度達(dá)到平衡。本發(fā)明通過瞬間打開兩個(gè)耐壓罐(其內(nèi)部圍壓不同，巖石樣品安置在圍壓較低的第二耐壓罐中)之間的閥門，使得圍壓較低的第二耐壓罐內(nèi)的圍壓瞬間升高。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：地殼常見巖石的應(yīng)力-溫度響應(yīng)系數(shù)(ΔT/Δσ)比較小(只有2～6mK/MPa)，而傳壓介質(zhì)(比如硅油、植物油、去離子水等傳壓介質(zhì))的應(yīng)力-溫度響應(yīng)系數(shù)比地殼常見巖石的高2個(gè)數(shù)量級(比如硅油的應(yīng)力-溫度響應(yīng)系數(shù)則高達(dá)138.74mK/MPa)。因此，圍壓瞬間升高后，巖石樣品與傳壓介質(zhì)之間就溫差。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測耐壓罐圍壓(Confiningpressure)、巖石樣品中心、表面及第二耐壓灌內(nèi)傳壓介質(zhì)的溫度變化，結(jié)合有限元數(shù)值反演方法，即可獲得高壓條件下巖石樣品的熱物性參數(shù)(熱導(dǎo)率/thermalconductivity、熱擴(kuò)散率/thermaldiffusivitiy、及體積熱容/volumetricheatcapacity)。其主要優(yōu)勢為：無需電加熱“熱源”，只在巖石樣品中心、表面及第二耐壓灌內(nèi)傳壓介質(zhì)中各安置一個(gè)溫度傳感器，用于監(jiān)測圍壓瞬間升高過程中巖石樣品中心、表面級第二耐壓灌內(nèi)傳壓介質(zhì)的溫度變化，利用我們建立的有限元數(shù)值反演模型，結(jié)合全局優(yōu)化方法，即可獲得高壓條件下巖石樣品的熱物性參數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)了無電加熱“熱源”的瞬態(tài)熱物性測試，大大簡化了高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)及其操作程序。附圖說明圖1為本發(fā)明水下巖石絕熱應(yīng)力變化的溫度響應(yīng)測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為二維柱坐標(biāo)系統(tǒng)下的有限元數(shù)值模型；圖3為龍門山斷裂帶砂巖L28瞬間加載過程中的溫度響應(yīng)曲線；圖4為印度Rajasthan砂巖RJS瞬間加載過程中的溫度響應(yīng)曲線；圖5為龍門山斷裂帶砂巖L28巖樣中心溫度的實(shí)測結(jié)果與有限元數(shù)值模型模擬結(jié)果對比圖；圖6為印度Rajasthan砂巖RJS巖樣中心溫度的實(shí)測結(jié)果與有限元數(shù)值模型模擬結(jié)果對比圖。其中，1、第一耐壓罐；11、第一空腔；2、第二耐壓罐；21、第二空腔；22、第三排泄閥；3、高壓泵；4、巖石樣品；41、上硬質(zhì)硅膠；42、下硬質(zhì)硅膠；43、橡膠套；5、第一連通管道；51、第一排泄閥；52、第一壓力傳感器；61、第一溫度傳感器；62、第二溫度傳感器；63、第三溫度傳感器；7、第二連通管道；71、第二排泄閥；72、第二壓力傳感器；8、溫度監(jiān)測模塊；9、圍壓監(jiān)測模塊；10、處理模塊。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例請參照圖1所示，一種高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)，其包括二個(gè)耐壓罐(分別是第一耐壓罐1和第二耐壓罐2)、高壓泵3、溫度監(jiān)測模塊8以及圍壓監(jiān)測模塊9，其中，第一耐壓罐1中內(nèi)形成第一空腔11(充滿傳壓介質(zhì)，例如硅油、植物油、去離子水等)，第二耐壓罐2內(nèi)形成第二空腔21(充滿傳壓介質(zhì))，向第一耐壓罐1中輸送傳壓介質(zhì)的高壓泵3通過第一連通管道5與第一空腔11相連，在所述第一連通管道5上安裝有第一排泄閥51和第一壓力傳感器52；在所述第二空腔21內(nèi)安裝一巖石樣品組件(圓柱狀巖石樣品組件包括圓柱狀巖石樣品4以及其中心及表面分別安置一個(gè)第一溫度傳感器61和第二溫度傳感器62，然后將圓柱狀的上硬質(zhì)硅膠41和下硬質(zhì)硅膠42分別放置并壓緊于圓柱狀巖石樣品4的上、下兩側(cè)，再由橡膠套43將硬質(zhì)硅膠41、圓柱狀巖石樣品4以及下硬質(zhì)硅膠42進(jìn)行包裹，實(shí)現(xiàn)水密封裝，封裝后在放在設(shè)置于第二耐壓罐2的第二空腔21內(nèi))，第二空腔21內(nèi)安裝有第三溫度傳感器63，所述第一空腔11和第二空腔21之間通過第二連通管道7相連通，在所述第二連通管道7上安裝有第二排泄閥71和第二壓力傳感器72，所述第二空腔21還與一第三排泄閥22相連通；所述第一溫度傳感器61、第二溫度傳感器62、第三溫度傳感器63的輸出端均與溫度監(jiān)測模塊8的輸入端相連，通過溫度監(jiān)測模塊8實(shí)時(shí)監(jiān)測三個(gè)溫度傳感器的溫度變化，所述第一壓力傳感器52和第二壓力傳感器72的輸出端均與圍壓監(jiān)測模塊9的輸入端相連，通過圍壓監(jiān)測模塊9實(shí)時(shí)監(jiān)測第二耐壓罐2內(nèi)的圍壓變化。溫度監(jiān)測模塊8和圍壓監(jiān)測模塊9的輸出端還連接到一處理模塊10上，可通過處理模塊10計(jì)算巖石樣品絕熱應(yīng)力變化的溫度響應(yīng)系數(shù)，另外，處理模塊10可對高壓泵3的工作進(jìn)行控制，當(dāng)圍壓監(jiān)測模塊9通過第一壓力傳感器52檢測到第一耐壓罐1的圍壓達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)，可通過處理模塊10控制高壓泵3停止工作。本發(fā)明涉及一種高壓條件下巖石熱物性測試方法與系統(tǒng)，先利用高壓泵3將第一耐壓罐1內(nèi)的圍壓升至預(yù)定壓力(比如130MPa)，待帶整個(gè)系統(tǒng)溫度達(dá)到平衡后，再手動(dòng)快速打開第一耐壓罐1和第二耐壓罐2之間的第二排泄閥71，使得1～2s內(nèi)，第二耐壓罐2內(nèi)的圍壓瞬間升高，由于巖石樣品與傳壓介質(zhì)(如硅油)的應(yīng)力變化溫度響應(yīng)系數(shù)相差兩個(gè)數(shù)量級，因此巖石樣品與傳壓介質(zhì)之間就存在溫差。通過監(jiān)測圍壓瞬間升高過程中巖石樣品中心、表面及第二耐壓灌內(nèi)傳壓介質(zhì)的溫度變化，利用我們建立的有限元數(shù)值反演模型，結(jié)合全局優(yōu)化方法，即可獲得高壓條件下巖石樣品的熱物性參數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)了無電加熱“熱源”的瞬態(tài)熱物性測試，大大簡化了高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)及其操作程序。熱物性參數(shù)反演的有限元數(shù)值模型與方法具體如下：1)熱傳導(dǎo)微分方程由于本測試系統(tǒng)中的巖石樣品制備成圓柱狀，為了方便計(jì)算，這里第一溫度傳感器61位于巖石樣品的中心，并且第二溫度傳感器62與第一溫度傳感器61位于巖石樣品同一徑向圓上。因此，其對應(yīng)的柱坐標(biāo)系統(tǒng)(2drz)下的熱傳導(dǎo)微分方程可表達(dá)成其初始條件為T(r，z，0)＝0，r≤25mm，|z|≤65mm)，(11)邊界條件由測試系統(tǒng)監(jiān)測的樣品表面溫度變化T02(t)和傳壓介質(zhì)溫度變化T03(t)進(jìn)行如下約束，其中λ，ρc分別是各種介質(zhì)的熱導(dǎo)率(thermalconductivity)和體積熱容(volumetricheatcapacity)，γ為各種介質(zhì)的絕熱應(yīng)力變化的溫度響應(yīng)系數(shù)(adiabaticpressurederivativeoftemperature)，A是由于圍壓變化導(dǎo)致溫度變化所對應(yīng)的“熱源”(heatsourcetermdrivenbychangerateofconfiningpressure)。依此熱傳導(dǎo)微分方程在柱坐標(biāo)系統(tǒng)(2drz)建立有限元數(shù)值模型，如圖2所示。步驟2、設(shè)巖石樣品的熱導(dǎo)率和體積熱容分別為λ，(ρc)，地殼常見巖石的熱導(dǎo)率及體積熱容的大致范圍分別在0.5～6.0W·m-1·K-1、0.5×106～5.0×106J·m-3·K-1，為了拓寬本反演方法的適應(yīng)性，可再次適當(dāng)增大巖石熱物性參數(shù)的求解區(qū)域其中λ，(ρc)兩參數(shù)都進(jìn)行m等份剖分，獲得初始的(m+1)×(m+1)個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)(λi，(ρc)j)，其中i，j＝1，2，3，...，m；步驟3、并將每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)(λi，(ρc)j)輸入已建立的PT-FE有限元數(shù)值模型，以快加載過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測獲取的巖石樣品表面的溫度變化T02(t)和傳壓介質(zhì)(如硅油)溫度變化T03(t)作為邊界條件(圖2)，模擬計(jì)算(λ，(ρc))＝(λi，(ρc)j)時(shí)，巖石樣品中心處的溫度變化，記為步驟4、利用最小二乘法，對上述有限元數(shù)值模型計(jì)算獲得的與巖石樣品中心實(shí)測的溫度變化T01進(jìn)行線性擬合：求解該擬合直線斜率Ki，j和相關(guān)系數(shù)Ri，j，其中相關(guān)系數(shù)計(jì)算表達(dá)式如下步驟5、定義目標(biāo)函數(shù)為F(λi，(ρc)j)＝1.0-(Ri，j)2(16)并求解各網(wǎng)格點(diǎn)處的目標(biāo)函數(shù)值F(λi，(ρc)j)，i，j＝1，2，3，...，m；步驟6、找出目標(biāo)函數(shù)值最小的網(wǎng)格點(diǎn)，如果(ε為判斷是否滿足求解要求而設(shè)定的閾值)，則接受為所需要求解的巖石樣品的熱導(dǎo)率和體積熱容(λ，(ρc))，否則，將以為中心的鄰域?yàn)榍蠼鈪^(qū)域，將網(wǎng)格加密，返回到步驟3，直到滿足為止，從而解算得到巖石樣品的熱導(dǎo)率和體積熱容步驟7、最后根據(jù)熱導(dǎo)率、體積熱容及熱擴(kuò)散率之間的關(guān)系式κ＝λ/(ρc)，可計(jì)算得到巖石樣品的熱擴(kuò)散率。至此，某圍壓下巖石熱物性參數(shù)求解完畢。本發(fā)明高壓條件下巖石熱物性測試方法步驟如下：第一步：將第一溫度傳感器61和第二溫度傳感器62安置在制備好的圓柱狀巖石樣品4的中心和外表面，并用橡膠套將巖石樣品4進(jìn)行水密封裝，形成巖石樣品組件。第二步：將巖石樣品組件、第三溫度傳感器63放入第二耐壓罐2中，并進(jìn)行密封。同時(shí)將安裝有第一排泄閥51和第一壓力傳感器52的第一連通管道5連接高壓泵3和第一耐壓罐1，將安裝有第二排泄閥71和第二壓力傳感器72的第二連通管道7連接第一耐壓罐1和第二耐壓罐2，在第二耐壓罐2上安裝第三排泄閥22，然后將第一溫度傳感器61、第二溫度傳感器62、第三溫度傳感器63連接至溫度監(jiān)測模塊8，將第一壓力傳感器52和第二壓力傳感器72連接到圍壓監(jiān)測模塊9，從而組裝形成巖石熱物性測試系統(tǒng)；開啟溫度監(jiān)測模塊8和圍壓監(jiān)測模塊9，開始溫度和圍壓監(jiān)測。第三步：只打開第一排泄閥51，關(guān)閉第二排泄閥71和第三排泄閥22，開啟高壓泵3，將第一耐壓罐1中的圍壓升至預(yù)定壓力。第四步：3～6小時(shí)后，待整套系統(tǒng)的溫度趨于平衡，關(guān)閉第一排泄閥51，同時(shí)第三排泄閥22保持關(guān)閉，快速打開第二排泄閥71，從而實(shí)現(xiàn)第二耐壓罐2瞬間增壓。通過上述操作，實(shí)現(xiàn)巖石樣品瞬間加載，且這個(gè)過程中的溫度和圍壓變化，都被實(shí)時(shí)監(jiān)測并記錄，再利用上述已建立的熱物性參數(shù)反演的有限元數(shù)值模型與方法，即反演獲得某圍壓下巖石樣品的熱物性參數(shù)。需要說明的是，上述是通過對巖石樣品進(jìn)行瞬間加載的方式進(jìn)行的熱物性測試，事實(shí)上，在第四步后可以在關(guān)閉第一排泄閥51和第二排泄閥71后，開啟第三排泄閥22，使第二耐壓罐2瞬間減壓實(shí)現(xiàn)瞬間卸載，而瞬間卸載前后的溫度和圍壓變化同樣可以反演獲得某圍壓下巖石樣品的熱物性參數(shù)。圖3和圖4是龍門山斷裂帶砂巖L28與印度Rajasthan砂巖RJS瞬間加載過程中的溫度響應(yīng)曲線。表1為對L28與RJS兩個(gè)砂巖樣品分別在15.31MPa、13.61MPa圍壓下測試獲得的熱物性參數(shù)結(jié)果：表1龍門山斷裂帶砂巖(L28)與印度Rajasthan砂巖(RJS)的熱物性反演結(jié)果對比L28和RJS巖石樣品中心溫度的實(shí)測結(jié)果與有限元數(shù)值模擬結(jié)果如圖5和圖6所示：本發(fā)明提供的方法和系統(tǒng)，不僅可用于高壓條件下巖石熱物性參數(shù)測試，而且大大簡化了原有測試系統(tǒng)及其操作程序。雖然本發(fā)明是通過具體實(shí)施例進(jìn)行說明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或應(yīng)用，可以對本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明不局限于所公開的具體實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。