[實用新型]一種保真取芯器超高壓模擬實驗系統

有效

• 申請號: 202021019625.X
• 申請日: 2020-06-05
• 公開（公告）號: CN212275288U
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 謝和平;高明忠;陳領;吳年漢;李聰;李佳南;何志強;楊明慶;胡云起;劉貴康
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 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

本實用新型涉及一種保真取芯器超高壓模擬實驗系統，包括壓力供給單元、熱源供給單元、高溫高壓艙、數據采集單元和控制單元，所述高溫高壓艙包括溫箱和置于溫箱中的壓力實驗艙，溫箱上設有介質入口、介質出口以及供實驗管路穿過的第一預留孔；壓力供給單元通過管路與壓力實驗艙相連以調節壓力艙內的壓力；熱源供給單元通過管路與溫箱相連以調節壓力實驗艙的溫度，壓力供給單元、熱源供給單元和數據采集單元均與控制單元連接。本實用新型設置有壓力供給單元和熱源供給單元，可模擬高溫高壓環境，驗證保壓實驗艙在高溫高壓情況下的保壓能力，可提高實驗的完整性，更利于發現取芯器保真艙的不足，從而有助于對取芯器保真艙進行改進。

技術領域

本實用新型涉及取芯實驗裝置技術領域，尤其涉及一種保真取芯器超高壓模擬實驗系統。

背景技術

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境條件密切相關，取芯過程的原位環境損失將導致巖芯的理化性質和力學性質失真且不可逆轉，其攻關的核心與關鍵是如何獲取深部環境條件下的原位巖芯，并在原位保真狀態下進行實時加載測試與分析。

鉆機在獲取樣品后，需要保真艙保壓控制裝置對樣品進行保壓密封。保真艙的保壓性能需要通過試驗不斷驗證與改進，因而需要設計保壓特性試驗平臺，以測試保壓艙的耐壓特性，為保真取芯鉆機的研發與設計提供試驗依據與數據支撐。但現有的保壓特性試驗平臺都缺少對原位溫度環境的模擬，無法驗證保壓艙在該溫度環境下的耐壓性能。

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

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種保真取芯器超高壓模擬實驗系統，可模擬高溫高壓環境，利于提高實驗的完整性和準確性。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種保真取芯器超高壓模擬實驗系統，包括壓力供給單元、熱源供給單元、高溫高壓艙、數據采集單元和控制單元，所述高溫高壓艙包括溫箱和置于溫箱中的壓力實驗艙，所述溫箱上設有介質入口、介質出口以及供實驗管路穿過的第一預留孔；

所述壓力供給單元通過管路與壓力實驗艙相連以調節壓力艙內的壓力；所述熱源供給單元通過管路與溫箱相連以調節壓力實驗艙的溫度，所述壓力供給單元、熱源供給單元和數據采集單元均與控制單元連接。

進一步的，壓力供給單元包括液體箱和變頻超高壓柱塞泵，液體箱的出口通過管路與變頻超高壓柱塞泵的入口相連，所述變頻超高壓柱塞泵的出口通過管路與高壓管的一端相連，高壓管的另一端穿過所述溫箱上的第一預留孔與壓力實驗艙連接。

進一步的，所述熱源供給單元包括暖風機組件，所述暖風機組件的出口通過進風管路與所述介質入口相連。

進一步的，所述進風管路上安裝有調節閥，所述介質出口連接出風管路的一端，所述出風管路另一端連接兩條支路，兩條支路上均安裝有調節閥，其中一條支路與暖風機組件的吸風管相連，所述吸風管上安裝有調節閥。

其中，所述數據采集單元包括壓力傳感器和溫度傳感器，壓力供給單元的出口設有壓力傳感器和/或壓力實驗艙內設有壓力傳感器；所述溫箱和/或壓力實驗艙內設有溫度傳感器。

進一步的，所述壓力實驗艙的艙體外筒包括第一試驗件、第二試驗件和中間連接件，所述中間連接件為筒狀結構；第一試驗件與第二試驗件通過中間連接件相連，所述中間連接件的筒壁上設有液體注入孔。

進一步的，中間連接件內壁安裝有溫度傳感器。

進一步的，所述壓力實驗艙還包括中心桿和巖心筒，所述第二試驗件中安裝有用于實現保壓實驗艙下端密封關閉的翻板閥，翻板閥包括閥座、閥瓣和彈性件，閥瓣一端與閥座上端外側壁活動連接；

所述中心桿下端伸進巖心筒內，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；