[發明專利]高溫高壓常規三軸直剪破裂滲流耦合測試裝置及使用方法

有效

• 申請號: 202110419440.0
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113109181B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 劉造保;劉斌慧;冉亞東;郝良;吳名;徐建宇;李航
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02;G01N3/18;G01N15/08
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

1.一種高溫高壓常規三軸直剪破裂滲流耦合測試裝置，包括兩個剪切壓頭(1)和兩個壓力組件(2)，所述兩個剪切壓頭(1)和兩個所述壓力組件(2)均分別以關于巖石試樣(6)中心對稱的方式設置在所述巖石試樣(6)的上下兩側；

其特征在于：所述剪切壓頭(1)為一體式構件，包括均為半圓柱形的第一剪切壓頭主體(11)和第二剪切壓頭主體(12)，所述第一剪切壓頭主體(11)的高度低于所述第二剪切壓頭主體(12)，所述第一剪切壓頭主體(11)遠離所述巖石試樣(6)的一端和所述第二剪切壓頭主體(12)遠離所述巖石試樣(6)的一端齊平；

所述壓力組件(2)的一部分容納在所述第一剪切壓頭主體(11)和所述第二剪切壓頭主體(12)的高度差所形成的空間內；

所述壓力組件(2)包括橡膠囊(22)和墊板(23)，所述橡膠囊(22)為空腔結構，所述墊板(23)的一端貼合于所述橡膠囊(22)，另一端貼合于所述巖石試樣(6)；

所述第一剪切壓頭主體(11)上設有第一液壓油通道(111)，所述橡膠囊(22)的空腔和所述第一液壓油通道(111)連通，所述第一液壓油通道(111)用于向所述橡膠囊(22)注入液壓油，所述橡膠囊(22)通過所述墊板(23)向所述巖石試樣(6)施加壓力；

所述剪切壓頭(1)、所述壓力組件(2)和所述巖石試樣(6)裝配后一并放入三軸試驗機的壓力倉內，所述三軸試驗機用于向所述巖石試樣(6)施加側向圍壓和軸壓，以及提供高溫環境；

所述第二剪切壓頭主體(12)靠近所述巖石試樣(6)的一端與所述墊板(23)靠近所述巖石試樣(6)的一端齊平，且均貼合于所述巖石試樣(6)；

所述第二剪切壓頭主體(12)上設有滲流通道(121)，所述第二剪切壓頭主體(12)靠近所述巖石試樣(6)的一端設有第一滲流網路凹槽(122)，所述第一滲流網路凹槽(122)包括滲流孔以及網路狀凹槽，所述墊板(23)靠近所述巖石試樣(6)的一端設有第二滲流網路凹槽(231)，所述第二滲流網路凹槽(231)包括網路狀凹槽；

沿滲流介質的流動方向，所述滲流通道(121)、所述第一滲流網路凹槽(122)和所述第二滲流網路凹槽(231)依次連通，所述第一滲流網路凹槽(122)和所述第二滲流網路凹槽(231)內的滲流介質向所述巖石試樣(6)施加滲透壓。

2.如權利要求1所述的高溫高壓常規三軸直剪破裂滲流耦合測試裝置，其特征在于，所述第一剪切壓頭主體(11)上還設有活塞孔(112)和滲流介質密封結構(113)；

所述滲流介質密封結構(113)包括第一密封孔(1131)、第二密封孔(1132)以及設置在所述第一密封孔(1131)內的泛塞封(1133)；

沿液壓油的流動方向，所述第一液壓油通道(111)、所述活塞孔(112)、所述第一密封孔(1131)和所述第二密封孔(1132)依次連通；

第一密封孔(1131)的內徑大于所述活塞孔(112)和所述第二密封孔(1132)的內徑。

3.如權利要求2所述的高溫高壓常規三軸直剪破裂滲流耦合測試裝置，其特征在于，所述壓力組件(2)還包括活塞部件(21)，所述活塞部件(21)包括活塞桿(211)和活塞板(212)；

所述活塞板(212)以圍繞所述活塞桿(211)外周向側壁的方式設置在所述活塞桿(211)靠近所述巖石試樣(6)的一端；

所述活塞桿(211)容納在所述活塞孔(112)、所述第一密封孔(1131)和所述第二密封孔(1132)所形成的空間內，且所述活塞桿(211)遠離所述巖石試樣(6)的一端端面抵接所述活塞孔(112)的底壁；

所述活塞板(212)位于所述橡膠囊(22)的內部，且固定在所述橡膠囊(22)上；

所述活塞部件(21)上設有貫通所述活塞桿(211)的第二液壓油通道(213)，所述第二液壓油通道(213)的一端與所述第一液壓油通道(111)連通，另一端與所述橡膠囊(22)的空腔連通。