[發明專利]模擬超深鉆巖芯動力學真三軸加載機構

在審

• 申請號: 202310734059.2
• 申請日: 2023-06-20
• 公開（公告）號: CN116577409A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 張柬
• 申請（專利權）人: 沈陽馬普科技有限公司
• 主分類號: G01N27/92
• 分類號: G01N27/92;G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種模擬超深鉆巖芯動力學真三軸加載機構，適于對超深鉆巖芯試樣分別在第一主應力方向、第二主應力方向和第三主應力方向進行主應力加載，以模擬在深部地質環境中巖芯的受力，其特征在于，包括：反力加載框架、第一主應力加載組件、第二主應力加載組件和第三主應力加載組件，所述反力加載框架內部構設有沿所述第三主應力方向延伸的高壓流體加載腔，所述第一主應力加載組件、所述第二主應力加載組件和所述第三主應力加載組件連接于所述反力加載框架上，并與所述高壓流體加載腔連通，所述反力加載框架為所述第一主應力加載和所述第二主應力加載提供反力結構，所述第三主應力加載組件集成于所述反力加載框架內，所述第三主應力加載組件封堵所述高壓流體加載腔，則所述高壓流體加載腔形成為超高壓壓力室。

2.根據權利要求1所述的模擬超深鉆巖芯動力學真三軸加載機構，其特征在于，所述第一主應力加載組件，包括第一液壓作動器、第二液壓作動器、第一測力傳感器和第一磁滯伸縮位移傳感器，所述第一液壓作動器和所述第二液壓作動器位于所述反力加載框架在所述第一主應力方向的相對兩側，所述第一液壓作動器和所述第二液壓作動器連接所述反力加載框架并與所述高壓流體加載腔連通，所述第一測力傳感器連接在所述第一液壓作動器和所述第二液壓作動器上，并在靠近所述高壓流體加載腔的一端設置，所述第一磁滯伸縮位移傳感器連接在所述第一液壓作動器和所述第二液壓作動器上，并在遠離所述高壓流體加載腔的另一端設置；

所述第二主應力加載組件，包括第三液壓作動器、第四液壓作動器、第二測力傳感器和第二磁滯伸縮位移傳感器，所述第三液壓作動器和所述第四液壓作動器位于所述反力加載框架在所述第二主應力方向的相對兩側，所述第三液壓作動器和所述第四液壓作動器連接所述反力加載框架并與所述高壓流體加載腔連通，所述第二測力傳感器連接在所述第三液壓作動器和所述第四液壓作動器上，并在靠近所述高壓流體加載腔的一端設置，所述第二磁滯伸縮位移傳感器連接在所述第三液壓作動器和所述第四液壓作動器上，并在遠離所述高壓流體加載腔的另一端設置；

所述第三主應力加載組件，包括第一立式圍壓封頭、第二立式圍壓封頭、拉力導柱和升降機構，所述第一立式圍壓封頭和所述第二立式圍壓封頭位于所述反力加載框架沿所述第三主應力方向的相對兩端，所述拉力導柱沿所述第三主應力方向的相對兩端分別連接所述第一立式圍壓封頭和所述第二立式圍壓封頭，所述拉力導柱滑動配合連接在所述反力加載框架上，所述第一立式圍壓封頭、所述第二立式圍壓封頭和所述拉力導柱形成柱式回力拉力架，所述升降機構連接所述柱式回力拉力架，并驅動所述柱式回力拉力架在所述反力加載框架上沿所述第三主應力方向滑動，所述柱式回力拉力架滑動至所述反力加載框架的一端則打開所述高壓流體加載腔，所述柱式回力拉力架滑動至所述反力加載框架的另一端則封堵所述高壓流體加載腔。

3.根據權利要求2所述的模擬超深鉆巖芯動力學真三軸加載機構，其特征在于，所述第一液壓作動器、所述第二液壓作動器、所述第三液壓作動器和所述第四液壓作動器具有相同的構造，包括作動器活塞，所述作動器活塞前端設置所述測力傳感器的連接端子，所述作動器活塞尾端設置所述磁滯伸縮位移傳感器，其中，所述作動器活塞的前端為靠近所述高壓流體加載腔的一端，所述作動器活塞尾端為背離所述高壓流體加載腔的另一端。

4.根據權利要求3所述的模擬超深鉆巖芯動力學真三軸加載機構，其特征在于，所述反力加載框架為環形框架，所述環形框架在第一主應力方向的相對兩端、在第二主應力方向的相對兩端開設四個相同結構的安裝孔，以安裝所述第一主應力加載組件和所述第二主應力加載組件，所述安裝孔包括外孔和內孔，所述內孔和所述外孔相互貫通，并且所述內孔連通所述高壓流體加載腔，所述內孔孔徑小于所述外孔孔徑，所述安裝孔呈兩級式階梯孔，所述安裝孔的孔壁形成為所述第一液壓作動器和所述第二液壓作動器的外缸壁，所述活塞與所述外缸壁緊密配合。