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原文传递一种用于激光钻进实验的岩石围压加载装置

专利名称：	一种用于激光钻进实验的岩石围压加载装置
摘要：	本发明公开一种用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，包括围压加载体、轴向加载系统、径向围压系统、激光发射系统和数据信息采集系统，围压加载体包括围压加载仓、加载活塞和乳胶隔离膜，围压加载仓为上端开口的空心圆柱体，加载活塞中心设有用于供激光透过的通孔，轴向加载系统和径向围压系统可以分别实现岩石试样所受轴向应力和径向应力的加载与调节，激光发射系统用于进行钻进实验，数据信息采集系统用于采集数据以及观察情况，其优点在于，透过加载活塞的通孔进行激光钻进实验，采用轴向加载和径向围压的方式模拟岩石所受地应力，可以满足激光钻进实验对岩石试样的围压加载要求，并结合数据信息采集系统，达到对围压加载的实时控制。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中国地质大学(武汉)
发明人：	官东林;文国军;王玉丹;童志伟;吴玲玲;罗耀坤
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910732179.2
公开号：	CN110441157A
代理机构：	武汉知产时代知识产权代理有限公司
代理人：	万文广
分类号：	G01N3/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	430000湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号
主权项：	1.一种用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：包括围压加载体(100)、轴向加载系统(200)、径向围压系统(300)、激光发射系统和数据信息采集系统，所述围压加载体(100)包括围压加载仓(101)、加载活塞(102)和乳胶隔离膜(109)，围压加载仓(101)为上端开口的空心圆柱体，其外底面固定在基座(106)上，其内底面设有用于放置岩石试样(600)的底座(107)，加载活塞(102)中心设有用于供激光透过的通孔，轴向加载系统(200)向加载活塞(102)施加轴向压力，使加载活塞(102)向岩石试样(600)施加轴向压力，实现岩石试样(600)所受轴向应力的加载与调节，乳胶隔离膜(109)用于包覆岩石试样(600)，加载活塞(102)与围压加载仓(101)内壁之间通过第一环形密封圈(103)进行密封，在围压加载仓(101)内形成密闭空间，径向围压系统(300)向围压加载仓(101)内注入或导出高压液体，实现岩石试样(600)所受径向应力的加载与调节，乳胶隔离膜(109)与加载活塞(102)外壁之间通过第二环形密封圈(108)进行密封，隔绝岩石试样(600)与围压加载系统(300)注入的高压液体，激光发射系统用于向岩石试样(600)照射激光，进行钻进实验，数据信息采集系统用于采集岩石试样(600)所受轴向应力和径向应力的数据以及观察围压加载仓(101)内高压液体注入的情况和岩石试样(600)表面激光钻进的情况。 2.根据权利要求1所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述围压加载仓(101)侧壁上设有第一导液口(105)和第二导液口(104)，第二导液口(104)位于第一导液口(101)上方，第二导液口(104)高于岩石试样(600)上端面且低于第一密封圈(103)下端面，第一导液口(105)用于向围压加载仓(101)内导入高压液体，第二导液口(104)用于过载排液。 3.根据权利要求1所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述轴向加载系统(200)包括液压控制回路以及若干相同液压缸(201)，液压缸(201)均匀分布于加载活塞(102)正上方，液压控制回路包括油箱(202)、滤油器(203)、液压泵(204)、减压阀(206)、溢流阀(207)、压力表(209)、冷却器(208)和电磁换向阀(205)，液压缸(201)并联后与液压控制回路连通。 4.根据权利要求3所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述液压缸(201)的活塞杆上设有液压推板(2010)，液压推板(2010)上安装橡胶缓冲垫(2011)。 5.根据权利要求4所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述加载活塞(102)上端面设有定位孔，定位孔与橡胶缓冲垫(2011)形状、大小均相同，定位孔在加载活塞(102)上的位置与液压缸(201)在加载活塞(102)上方的位置一一对应。 6.根据权利要求1所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述径向围压系统(300)包括电机(301)、丝杠推杆(302)、液压加载缸(303)以及压力表(304)、阀门(305)和密封接头(306)，电机(301)的输出轴和液压加载缸(303)的活塞杆均连接在丝杠推杆(302)上，液压加载缸(303)、压力表(304)、阀门(305)通过导管依次连接并通过密封接头(306)与第一导液口(105)连通。 7.根据权利要求1所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述数据信息采集系统包括轴向压力传感器(403)、轴向应变片(404)和径向压力传感器(406)、径向应变片(405)以及第一摄像头(401)和第二摄像头(402)，轴向压力传感器(403)安装在岩石试样(600)顶部，轴向应变片(404)安装在岩石试样(600)底部，径向压力传感器(406)和径向应变片(405)均安装在岩石试样(600)侧面，第一摄像头(401)安装在的加载活塞(102)上方，第二摄像头(402)安装在围压加载仓(101)外侧。 8.根据权利要求7所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述径向压力传感器(406)和径向应变片(405)均为a组，a≥1，a为整数，a组径向压力传感器(406)和径向应变片(405)均沿岩石试样(600)轴向分布，每组径向压力传感器(406)和径向应变片(405)中，径向压力传感器(406)和径向应变片(405)的数量均为b，b≥1，b为整数，b个径向压力传感器(406)和径向应变片(405)沿岩石试样(600)同一水平高度交替均匀分布。 9.根据权利要求7所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述围压加载仓(101)采用钢化玻璃制作，使其具有足够强度，并利于围压加载仓(101)外侧的第二摄像头(402)记录围压加载仓(101)内高压液体注入的情况。 10.根据权利要求7所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述底座(107)上端面为凹球型，从而适应岩石试样(600)的形变，并为轴向应变片(404)提供安装空间。
所属类别：	发明专利