[發(fā)明專利]一種制備軟巖試件的線切割機(jī)及使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810370252.1
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108556152B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙同彬;藍(lán)盛;邱月;趙壽強(qiáng);黃彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué);青島嘉航石油科技有限公司
• 主分類號(hào): B28D1/06
• 分類號(hào): B28D1/06;B28D7/00;B28D7/04;B28D7/02;G01N1/04
• 代理公司: 37219 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 段毅凡<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明公開(kāi)一種制備軟巖試件的線切割機(jī)及使用方法，它由底座、巖體固定裝置、聯(lián)動(dòng)三向滑軌機(jī)構(gòu)和線切割機(jī)構(gòu)組成，通過(guò)巖體固定裝置、聯(lián)動(dòng)三向滑軌機(jī)構(gòu)和線切割機(jī)構(gòu)的協(xié)同合作，可以很方便的切割出傳統(tǒng)的方形巖石試件，也可以切割出象傳統(tǒng)的取芯那樣的圓柱形巖石試件。本發(fā)明由于采用線切割原理，不會(huì)產(chǎn)生大量熱量，不會(huì)改變巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，用不著水散熱，克服了傳統(tǒng)鉆孔取芯方法不能獲取軟巖試件的難題，解決了軟巖試件的成型問(wèn)題，滿足軟巖工程的要求實(shí)驗(yàn)需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加工巖石試驗(yàn)的裝置和方法。

背景技術(shù)

目前室內(nèi)試驗(yàn)仍是研究巖石各種性質(zhì)以及不同應(yīng)力條件下變形破壞規(guī)律的主要手段。而室內(nèi)試驗(yàn)的第一步是巖石試件的加工，一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的試件可以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而利于對(duì)巖石工程設(shè)計(jì)及安全建造研究。以圓柱形試件為例，根據(jù)工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50266-2013)要求，標(biāo)準(zhǔn)試件的直徑為高徑比為(2±0.2)，上下端直徑偏差不應(yīng)大于0.3mm，高度最大、最小值偏差控制在0.05mm以內(nèi)，同時(shí)試件兩端面不平行度不應(yīng)大于0.05mm，如果試件尺寸達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)很多誤差，影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

目前的巖石試件的加工，是在室內(nèi)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的巖石首先進(jìn)行鉆孔取芯，再修整處理成準(zhǔn)確試件。在取芯的過(guò)程中，為了排出巖屑和散熱，一般需要采用水來(lái)輔助鉆頭散熱和巖屑排出。對(duì)于砂巖等質(zhì)地堅(jiān)硬的巖石，利用水輔助取芯沒(méi)有問(wèn)題，對(duì)于一些膠結(jié)程度差、含有大量膨脹性黏土礦物的軟弱巖石，如泥巖等就無(wú)法利用水輔助取芯，因?yàn)樗鏊畷?huì)膨脹崩解，取不成巖芯。有些研究人員采用液氮和液態(tài)二氧化碳對(duì)鉆頭進(jìn)行降溫，但兩者溫度過(guò)低，對(duì)鉆頭損害較大，無(wú)法消除溫差變化帶來(lái)的影響。還有些研究人員提出針對(duì)軟巖的干式取芯方法，通過(guò)通入冷卻后的空氣，不僅沖刷掉了取芯過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑，還解決了水對(duì)巖石物理特性的影響問(wèn)題，取得的軟巖試件滿足大部分試驗(yàn)要求，但這種取芯方式的散熱效果較差，同時(shí)產(chǎn)生更多的巖屑量，對(duì)鉆頭損傷較大。

再就是在地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)巖石是非連續(xù)體，地層條件穩(wěn)定性較差，在取芯過(guò)程中會(huì)改變巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，無(wú)法滿足試驗(yàn)要求。

綜上所述，利用傳統(tǒng)取芯方法取芯，很難獲取軟巖試件，很需要一種新的取芯裝置和取芯方法，滿足軟巖工程的要求實(shí)驗(yàn)需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種制備軟巖試件的線切割機(jī)以及該裝置的使用方法。。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種制備軟巖試件的線切割機(jī)，其特征在于，由底座、巖體固定裝置、聯(lián)動(dòng)三向滑軌機(jī)構(gòu)和線切割機(jī)構(gòu)組成；

所述的底座是一個(gè)方形框架，所述的巖體固定裝置安裝在方形框架內(nèi)；巖體固定裝置是在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)有十字托盤，通過(guò)手搖絲杠將巖體夾緊在十字托盤上。

所述的聯(lián)動(dòng)三向滑軌機(jī)構(gòu)，是在底座框架的兩個(gè)縱邊框上分別安裝有縱向?qū)к墸瑑筛v向?qū)к壪嗷テ叫校扛v向?qū)к壣显O(shè)有縱向滑塊，兩個(gè)縱向滑塊通過(guò)第一橫向軸桿和第一聯(lián)軸器聯(lián)連接在一起實(shí)現(xiàn)同步移動(dòng)，其中一個(gè)縱向滑塊為驅(qū)動(dòng)型滑塊，另一個(gè)縱向滑塊為自由活動(dòng)的滑塊，在驅(qū)動(dòng)型縱向滑塊所處的縱向?qū)к壍亩祟^安裝第一電機(jī)，第一電機(jī)與驅(qū)動(dòng)型縱向滑塊實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)，從而帶動(dòng)兩個(gè)縱向滑塊在縱向?qū)к壣锨昂髞?lái)回移動(dòng)；兩個(gè)縱向滑塊上分別安裝有垂直導(dǎo)軌，兩根垂直導(dǎo)軌的頂部通過(guò)第二橫向軸桿和第二聯(lián)軸器聯(lián)連接在一起，使兩根垂直導(dǎo)軌保持平行和實(shí)現(xiàn)同步移動(dòng)；兩根垂直導(dǎo)軌上分別設(shè)有垂直滑塊，其中一個(gè)垂直滑塊為驅(qū)動(dòng)型滑塊，另一個(gè)垂直滑塊為自由活動(dòng)的滑塊，在兩垂直滑塊上安裝上橫向?qū)к墸或?qū)動(dòng)型垂直滑塊所處的垂直導(dǎo)軌頂部安裝有第二電機(jī)，第二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)型垂直滑塊實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)，從而帶動(dòng)橫向?qū)к壣舷乱苿?dòng)；上述縱向?qū)к墶⒋怪睂?dǎo)軌和橫向?qū)к墭?gòu)成一個(gè)可前后移動(dòng)和上下移動(dòng)的龍門架；