[實用新型]一種多功能高溫高壓三軸煤巖試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420168068.6
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN203785967U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琳琳;姜波;王大剛;茅獻(xiàn)彪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N1/22;G01N29/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

1.一種多功能高溫高壓三軸煤巖試驗裝置，其特征在于：包括加載系統(tǒng)、溫控加熱系統(tǒng)、聲發(fā)射測量系統(tǒng)、氣體采樣系統(tǒng)、絕緣與密封結(jié)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)：

所述加載系統(tǒng)包括基架、下加載單元、圍壓加載單元和上加載單元；

所述基架包括底座（21）、對稱設(shè)置在底座（21）上的兩個支撐立柱（1）、水平固定在兩個支撐立柱（1）下部的支架（15）、水平固定在兩個支撐立柱（1）上部的承載梁（2）；所述支架（15）中部開設(shè)有通孔；

所述下加載單元包括帶有位移傳感器的液壓升降臺（22）、設(shè)置在液壓升降臺（22）上的下壓縮盤（23）、設(shè)置在下壓縮盤（23）上的加載塊（20）、設(shè)置在加載塊（20）上的T型塊（24）、設(shè)置在T型塊（24）上的下壓頭（30），所述液壓升降臺（22）設(shè)置在底座（21）的中部，所述加載塊（20）的上表面設(shè)置有與T型塊（24）大的下端相適配的定位結(jié)構(gòu)；

所述圍壓加載單元包括筒體（31）、設(shè)置在筒體（31）內(nèi)部下端的環(huán)形圓盤（27）、設(shè)置在環(huán)形圓盤（27）上端的A葉蠟石粉層（29）、設(shè)置在A葉蠟石粉層（29）上端的鹽環(huán)（11）、設(shè)置在鹽環(huán)（11）上端的B葉蠟石粉層（34）、設(shè)置在B葉蠟石粉層（34）上端的環(huán)形螺紋套（36），煤巖試樣（33）設(shè)置在筒體（31）內(nèi)；

所述上加載單元包括上壓頭（35）、設(shè)置在上壓頭（35）上的A圓柱壓塊（9）、設(shè)置在A圓柱壓塊（9）上的凸型塊（39）、與凸型塊（39）相適配的壓蓋（38），設(shè)置在凸型塊（39）上的B中間壓塊（3）、設(shè)置在B中間壓塊（3）上的上壓縮盤（4）；

所述環(huán)形圓盤（27）的外截面、A葉石蠟粉層（29）的外截面、鹽環(huán)（11）的外截面和B葉石蠟粉層（34）的外截面與筒體（31）相應(yīng)位置處的內(nèi)截面形狀相同；支架（15）中部的通孔形狀、T型塊（24）小的上端的橫截面、下壓頭（30）的橫截面、煤巖試樣（33）的橫截面、上壓頭（35）的橫截面、環(huán)形圓盤（27）的內(nèi)截面、A葉石蠟粉層（29）的內(nèi)截面、鹽環(huán)（11）的內(nèi)截面、B葉石蠟粉層（34）的內(nèi)截面形狀相同；所述T型塊（24）小的上端依次穿過支架（15）中部的通孔、環(huán)形圓盤（27）中部的通孔和A葉石蠟粉層（29）中部的通孔，所述的下壓頭（30）、煤巖試樣（33）、上壓頭（35）和A圓柱壓塊由下至上依次疊放在T型塊（24）的小端面上，并置于由下至上依次疊放的A葉石蠟粉層（29）、鹽環(huán)（11）、B葉石蠟粉層（34）和環(huán)形螺紋套（36）共同形成的通道內(nèi)，所述的煤巖試樣（33）包括中部的煤巖和煤巖周圍包裹的組合套件（12），所述組合套件（12）由內(nèi)至外依次為紫銅皮、云母板、電阻合金片和云母板，其中電阻合金片上下兩端分別與上壓頭（35）和下壓頭（30）接觸；所述的A葉石蠟粉層（29）、鹽環(huán)（11）、B葉石蠟粉層（34）和A圓柱壓塊（9）置于筒體（31）內(nèi)，所述的環(huán)形螺紋套（36）外部與筒體（31）上端通過螺紋連接；所述筒體（31）的下端與支架（15）固定，所述凸型塊（39）大的下端蓋住筒體（31）的上端口，并通過壓蓋（38）固定在筒體（31）上，所述上壓縮盤（4）與承載梁（2）固定；所述承載梁（2）上設(shè)置有拉壓傳感器；

所述溫控加熱系統(tǒng)包括加熱電極板（18）、組合套件（12）中的電阻合金片、鹽環(huán)（11）、設(shè)置在鹽環(huán)（11）內(nèi)的熱電偶計（32）、智能化溫控儀（41）和雙向可控硅（42）；所述加熱電極板（18）置于加載塊（20）與下壓縮盤（23）之間，并與加載塊（20）底面接觸，與下壓縮盤（23）之間隔有耐高溫絕緣板（19）；所述熱電偶計（32）的輸出信號接入智能化溫控儀（41），所述智能化溫控儀（41）上的雙向可控硅（42）對加熱電極板（18）進(jìn)行控制；

所述聲發(fā)射測量系統(tǒng)包括設(shè)置在加載塊（20）側(cè)面的聲發(fā)射傳感器（25）；

所述氣體采樣系統(tǒng)包括耐高溫不銹鋼管（5）、氣體采樣器（13）、安裝在氣體采樣器上的氣體采樣袋（14），所述耐高溫不銹鋼管（5）設(shè)置在壓蓋（38）上，高溫高壓作用下煤巖相變產(chǎn)生的氣體依次通過上壓頭（35）上的通孔、上壓頭（35）和A圓柱壓塊（9）接觸面之間的縫隙、A圓柱壓塊（9）中部的通孔、與A圓柱壓塊（9）中部的通孔相連通的凸型塊（39）大的端面徑向孔、凸型塊（39）和壓蓋（38）接觸面之間的縫隙、壓蓋（38）上的通孔而進(jìn)入耐高溫不銹鋼管（5）內(nèi)，并將其引出至氣體采樣器（13）；

所述絕緣與密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在凸型塊（39）和B中間壓塊（3）之間的A云母板（40）、設(shè)置在下壓縮盤（23）和加熱電極板（18）之間的耐高溫絕緣板（19）、設(shè)置在凸型塊（39）和壓蓋（38）臺階面之間的A紫銅墊（6）、設(shè)置在壓蓋（38）和筒體（31）接觸面之間的B紫銅墊（8）、設(shè)置在T型塊（24）和下壓頭（30）接觸面之間的C紫銅墊（28）、設(shè)置在支架（15）和筒體（31）接觸面之間的D紫銅墊（16）、設(shè)置在支架（15）和T型塊（24）之間的耐高溫高壓YX型密封圈（26）；

所述冷卻系統(tǒng)包括纏繞在耐高溫不銹鋼管（5）外側(cè)的A冷卻水管（7）和纏繞在筒體（31）外側(cè)的B冷卻水管（10）。