[發明專利]用于流體滲透實驗的非線性裂縫加工裝置及其加工方法

有效

• 申請號: 201711387092.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108106895B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 陳興周;趙濤;單鵬飛;孫杰龍;曹西太郎;陳旭;劉田田;楊琪
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N15/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

1.用于流體滲透實驗的非線性裂縫加工裝置，其特征在于：包括上表面含切縫的鋼管(1)，鋼管(1)的橫截面為半圓，鋼管(1)上表面為平面，半幅試件(4)位于鋼管(1)內，鋼管(1)內部設有兩根頂托桿(2)，兩根頂托桿(2)分別從鋼管(1)的兩端伸進鋼管(1)內，每根頂托桿(2)的一端端部固接有固定塊(3)，兩根頂托桿(2)上的固定塊(3)分別頂在半幅試件(4)兩端，每根頂托桿(2)的桿體的下端依次設有若干螺栓A(5)，兩個固定塊(3)之間的鋼管(1)管體上設有至少三個用于支撐半幅試件(4)的螺栓B(6)；

所述鋼管(1)上的不同長度區域內設有不同的非線性切縫(7)；

所述鋼管(1)的管體通過至少四個支架支撐，其中兩個所述支架分別位于鋼管(1)的兩端，另外兩個所述支架分別設置在半幅試件(4)兩端對應的鋼管(1)處。

2.根據權利要求1所述的用于流體滲透實驗的非線性裂縫加工裝置，其特征在于：所述支架包括弧形架體A(8)和弧形架體B(9)，弧形架體A(8)的一端和弧形架體B(9)的一端通過螺栓C(10)連接構成半圓架，鋼管(1)穿套在所述半圓架內，所述半圓架的上端面連接有蓋板(13)，弧形架體A(8)的下端設有L形支座(11)。

3.根據權利要求1所述的用于流體滲透實驗的非線性裂縫加工裝置，其特征在于：所述頂托桿(2)為空心的長方體狀，固定塊(3)為實心的半圓塊，且固定塊(3)的上端面為平面，頂托桿(2)連接在固定塊(3)的側面，且頂托桿(2)的上端面與固定塊(3)的上端面平齊，螺栓A(5)從鋼管(1)的底部進入鋼管(1)內部，并頂在頂托桿(2)的底部。

4.根據權利要求3所述的用于流體滲透實驗的非線性裂縫加工裝置，其特征在于：所述頂托桿(2)的底部中心處設有凹槽(12)，螺栓A(5)頂在凹槽(12)內。

5.根據權利要求1～4任一權利要求所述的用于流體滲透實驗的非線性裂縫加工裝置的加工方法，其特征在于：具體包括如下過程：

步驟1，選取兩個規格完全相同的擬進行非線性裂縫加工的半幅試件(4)，測量半幅試件(4)的尺寸，以作為切向固定半幅試件(4)的參考數據；

步驟2，將涂抹有潤滑劑的一個半幅試件(4)放置在上端面含非線性切縫的鋼管(1)內部，半幅試件(4)的上平面朝上并頂在鋼管(1)的平面底部，根據所要制作的非線性裂縫形狀，將半幅試件(4)放置在鋼管(1)相應形狀的切縫(7)位置處；

步驟3，將兩個固定塊(3)分別頂在半幅試件(4)的兩端，將螺栓A(5)頂在凹槽(12)內對頂托桿(2)進行支撐，從而對半幅試件(4)進行軸向固定；將螺栓B(6)從鋼管的底部穿入并頂在半幅試件(4)的底部，對半幅試件(4)進行徑向固定；

步驟4，分別在鋼管(1)的兩端及鋼管(1)中半幅試件(4)的兩端設置支架；

步驟5，根據非線性裂縫的切割深度，確定巖石切割鉆頭的切割深度；

步驟6，根據步驟2確定的非線性裂縫形狀，將巖石切割鉆頭沿著鋼管(1)上的既定縫隙對半幅試件(4)的平面進行非線性裂縫加工；

步驟7，加工完成后，取出半幅試件(4)，檢查非線性裂縫的制作效果及其完整性；

步驟8，重復步驟2～7，完成另一個半幅試件(4)非線性裂縫的制作及完整性檢查；

步驟9，采用粘結材料將兩個加工有非線性裂縫的半幅試件(4)粘結在一起，構成內部含非線性裂縫的標準試件。

6.根據權利要求5所述的用于流體滲透實驗的非線性裂縫加工方法，其特征在于：所述步驟2中潤滑劑為凡士林。

7.根據權利要求5所述的用于流體滲透實驗的非線性裂縫加工方法，其特征在于：所述步驟9中粘結材料為抗滲高強膠體。