[發(fā)明專利]基于風箱式的內(nèi)外溫控保真取芯器實驗平臺

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010508001.2
• 申請日: 2020-06-05
• 公開（公告）號: CN111537272A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳領;謝和平;高明忠;李聰;吳年漢;李佳南;何志強;楊明慶;余波;胡云起;黃偉
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08;G01M13/00;G05D23/20
• 代理公司: 成都熠邦鼎立專利代理有限公司 51263
• 代理人: 李曉英

本發(fā)明涉及基于風箱式的內(nèi)外溫控保真取芯器實驗平臺，包括箱體、外部加熱系統(tǒng)以及用于模擬保真取芯器保真艙的壓力實驗艙，壓力實驗艙的艙體的內(nèi)壁設有電加熱結(jié)構(gòu)，壓力實驗艙的艙壁上設有側(cè)孔；壓力實驗艙置于箱體中，箱體上設有進風口、出風口以及供實驗管路穿過的第一預留孔；外部加熱系統(tǒng)包括暖風機組件，暖風機組件的出口通過進風管路與所述進風口相連。本發(fā)明可模擬高溫環(huán)境，可給壓力實驗艙提供高溫環(huán)境，利于還原真實的原位環(huán)境，使實驗更為完整、客觀，數(shù)據(jù)更加可靠；本發(fā)明可內(nèi)外同時加熱，可提高加熱效率，利于縮短實驗時間，提高實驗效率；內(nèi)部的電加熱結(jié)構(gòu)設于加壓加熱中間件上，不用改變保壓實驗艙的結(jié)構(gòu)，可降低實驗成本。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及取芯裝置試驗系統(tǒng)技術(shù)領域，尤其涉及基于風箱式的內(nèi)外溫控保真取芯器實驗平臺。

背景技術(shù)

地球淺部礦產(chǎn)資源已逐漸枯竭，向地球深部進軍是近期和未來我國科技創(chuàng)新的重要方向。不同深部賦存巖層原位巖石力學行為規(guī)律是深地鉆探、深部資源開發(fā)利用、地球應用科學的先導性科學與理論基礎。

深部巖石的物理力學以及化學生物等特性與其所處原位環(huán)境條件密切相關(guān)，取芯過程的原位環(huán)境損失將導致巖芯的理化性質(zhì)和力學性質(zhì)失真且不可逆轉(zhuǎn)，其攻關(guān)的核心與關(guān)鍵是如何獲取深部環(huán)境條件下的原位巖芯，并在原位保真狀態(tài)下進行實時加載測試與分析。

目前的，原位保真取芯裝置，利用鉆具鉆取巖芯后將巖芯存儲在儲芯管中，通過與儲芯管相連的保壓、保溫及保濕裝置來實現(xiàn)對巖芯原位環(huán)境的模擬。在進行巖芯鉆取前，需要驗證其保壓能力，因而保壓艙的耐壓能力測試平臺應運而生。

保壓艙的耐壓能力測試平臺通常包括保壓實驗艙、液壓系統(tǒng)等，通過液壓系統(tǒng)向保壓實驗艙內(nèi)注入高壓液體來驗證保壓實驗艙的保壓性能。目前的耐壓能力測試平臺都只能進行壓力實驗，而可靠的原位環(huán)境通常是高溫環(huán)境，現(xiàn)有的耐壓能力測試平臺無法模擬高溫環(huán)境，當然也就無法驗證保壓艙在該高溫環(huán)境下的耐壓性能。

此外，現(xiàn)有的保壓實驗艙通過在筒壁上鉆孔來實現(xiàn)與液壓管路連接，鉆機鉆孔會損害保壓實驗艙，進而使實驗結(jié)果不可靠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供基于風箱式的內(nèi)外溫控保真取芯器實驗平臺，可模擬高溫環(huán)境，利于提高實驗的完整性和準確性。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

基于風箱式的內(nèi)外溫控保真取芯器實驗平臺，包括箱體、外部加熱系統(tǒng)以及用于模擬保真取芯器保真艙的壓力實驗艙，所述壓力實驗艙的艙體的內(nèi)壁設有電加熱結(jié)構(gòu)，壓力實驗艙的艙壁上設有側(cè)孔；

所述壓力實驗艙置于箱體中，所述箱體上設有進風口、出風口以及供實驗管路穿過的第一預留孔；所述外部加熱系統(tǒng)包括暖風機組件，所述暖風機組件的出口通過進風管路與所述進風口相連。

進一步的，所述壓力實驗艙的艙體包括第一試驗件、第二試驗件和加壓加熱中間件，第一試驗件與第二試驗件通過加壓加熱中間件相連，所述電加熱結(jié)構(gòu)和側(cè)孔均設于加壓加熱中間件上。

進一步的，所述第二試驗件中安裝有用于實現(xiàn)保壓實驗艙下端密封關(guān)閉的翻板閥；翻板閥包括閥座、閥瓣和彈性件，閥瓣一端與閥座上端外側(cè)壁活動連接，閥座頂部有與閥瓣匹配的閥口密封面。

進一步的，所述壓力實驗艙還包括中心桿和巖心筒，中心桿下端伸進巖心筒內(nèi)，所述箱體上軸向正對所述中心桿的位置有用于提拉中心桿的第二預留孔；

中心桿下端有外臺階，巖心筒上端有與所述外臺階適配的內(nèi)臺階，當向上提升中心桿至所述外臺階與內(nèi)臺階相抵時，中心桿可帶動巖心筒同步向上移動；

當巖心筒位于閥座中時，閥瓣開啟90°且位于巖心筒與第二試驗件之間；當通過中心桿將巖心筒向上提升至一定高度時，閥瓣在彈性件及重力作用下回到閥座頂面與閥口密封面密封接觸；