[發明專利]一種孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置

有效

• 申請號: 201710095813.7
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106644740B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 張廣清;王元元;劉志斌;楊瀟
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置，其包括試驗機、圍壓腔和夾持夾具：

所述試驗機包括剛架(1)，該剛架(1)內安裝所述圍壓腔，該圍壓腔內裝有所述夾持夾具，試驗機的剛架(1)上端安裝剛架壓頭(2)，用于壓緊所述圍壓腔，該圍壓腔下方的剛架(1)上還包括小車(7)，該小車(7)下方裝有滑軌(8)，該滑軌(8)的數量為至少兩條，至少兩條滑軌(8)內側的剛架(1)上設置液壓缸(10)，該液壓缸(10)內有液壓軸(9)，該液壓缸(10)及液壓軸(9)用于將小車(7)升起或降低，當液壓缸(10)及液壓軸(9)處于壓縮狀態時，小車(7)可沿滑軌(8)滑動，液壓缸(10)連接油壓泵；

所述圍壓腔包括圍壓筒(4)，該圍壓筒(4)裝在圍壓筒底座(5)上，所述圍壓筒(4)包括排氣孔，該排氣孔連接閥門I，圍壓筒底座(5)包括注液孔，該注液孔連接閥門II，圍壓筒(4)與圍壓筒底座(5)之間通過密封圈密封，當向圍壓腔內注入液體時，排氣孔用于排出圍壓腔內的氣體；當需要排出圍壓腔內的液體時，排氣孔用于泵入高壓氣體；

所述夾持夾具包括夾持底座(11)，該夾持底座(11)上裝有立柱(12)，上蓋板(18)通過四根立柱(12)固定在所述夾持底座(11)上，該夾持底座(11)包括滑槽(111)，該滑槽(111)上設置至少一個支撐板(13)，該支撐板(13)上方安裝待測試的試件(17)，下板(23)通過螺栓固定于夾持底座(11)上，上蓋板(18)上設置夾具壓頭(19)，該夾具壓頭(19)穿過上蓋板(18)中心的通孔，然后與待測試的試件(17)接觸，其特征在于：上圈(20)通過四根定位螺栓固定于夾具壓頭(19)的外圓周，下板(23)上開有至少一個探針孔，該探針孔內安放有傳感器，上圈(20)安裝探針(22)，該探針(22)的底部插入下板(23)的探針孔中，傳感器通過測量探針(22)下降距離來確定試件(17)的變形量。

2.如權利要求1所述的孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置，其特征在于：支撐板(13)上端面包括半圓形凹槽，該凹槽內設置支撐輥(14)，支撐輥(14)可在支撐板(13)的半圓形凹槽內滾動。

3.如權利要求1所述的孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置，其特征在于：支撐板(13)通過螺栓固定在夾持底座(11)的滑槽(111)上。

4.如權利要求1所述的孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置，其特征在于：圍壓筒底座(5)包括定位桿(6)，圍壓筒(4)的底邊緣包括定位孔，當圍壓筒(4)與圍壓筒底座(5)裝配在一起時，定位桿(6)用于對齊圍壓筒(4)和圍壓筒底座(5)上的螺栓孔。

5.如權利要求1或2所述的孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置，其特征在于：液壓缸(10)通過液壓軸(9)分為上下兩個壓力腔，當向下部壓力腔注液時，上部壓力腔出液，液壓軸(9)上升；當向上部壓力腔注液時，下部壓力腔出液，液壓軸(9)下降。

6.如權利要求1所述的孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置，其特征在于：小車(7)由液壓軸(9)控制上升、下降，當小車(7)下降至滑軌(8)時，小車(7)沿滑軌(8)滑動。

7.如權利要求1所述的孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置，其特征在于：圍壓筒底座(5)上安裝有加熱棒，用于對圍壓腔內的液體進行加熱。

8.如權利要求1所述的孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置，其特征在于：夾具壓頭(19)底部開有凹槽，該凹槽內裝有支撐輥(14)，該支撐輥(14)與待測試的試件(17)接觸。

9.如權利要求1所述的孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置，其特征在于：將試件(17)安放在孔壓封頭(15)之間，將加熱的塑管套裝在孔壓封頭(15)和試件(17)外側，從而將試件(17)與孔壓封頭(15)密封在一起，孔壓封頭(15)端部開有凹槽，用于安放密封件，通過在塑管外加裝壓緊件(16)將密封件與塑管密封死。

10.如權利要求9所述的孔隙壓力條件下測試巖石斷裂韌性的實驗裝置，其特征在于：孔壓封頭(15)上開有注液口(152)與出液口(151)，所述注液口與所述凹槽之間的間距不小于8mm，試件密封在兩個孔壓封頭(15)之間，通過向注液口注液對試件施加孔隙壓力，所述塑管的端部位于所述注液口和所述凹槽之間的位置以便密封試件(17)，且不影響注液。