一种岩石力学试验装置用密封底座制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种岩石力学试验装置用密封底座，包括压头垫块、插口圆盘、底座垫盘和数据接线盒，所述底座垫盘与固定圈之间通过焊接连接，且固定圈的内侧安装有密封圈，所述压头垫块为实心圆柱型，所述插口圆盘的厚壁上设有竖向的数据传输通道和流体出入通道，所述底座垫盘为中部设有向内凹陷的圆柱形第二凹槽的有底厚壁圆筒，所述数据接线盒为空心立体结构，所述数据接线盒接触底座垫盘的一面的对立面上设有与数据传输通道相对应的BNC接头。本发明专利技术可为岩石力学三轴试验中岩石声波、声发射传感器提供数据传输通道，另一方面可以提供高压流体注入和液压油出入的通道，结构简单，密封性好，很好地解决了导线布设的问题，使用方便。

A sealed base for rock mechanics test equipment

The invention discloses a sealing base for a rock mechanics test device, including a press head pad, an socket disc, a base pad and a data connection box. The base pad and the fixed ring are welded by welding, and the inside of the fixed ring is fitted with a sealing ring. The pressure head pad is a solid cylindrical type, and the thickness of the disc is thick. A vertical data transmission channel and a fluid entry channel are provided on the wall, and the base pad is a bottom thick wall cylinder with a cylindrical second groove in the middle. The data junction box is a hollow three-dimensional structure, and the opposite side of the data connection box is provided with a data transmission channel opposite to the data transmission channel. The BNC joint should be used. The invention can provide data transmission channel for rock acoustic wave and acoustic emission sensor in the three axis test of rock mechanics. On the other hand, it can provide the channel of high pressure fluid injection and hydraulic oil entry. It has simple structure and good sealing ability. It solves the problem of wire layout well and uses a square.

【技术实现步骤摘要】
一种岩石力学试验装置用密封底座
本专利技术涉及岩石力学测量
，具体为一种岩石力学试验装置用密封底座。
技术介绍
岩石是一种重要的工程材料，分析研究岩石的力学性质与损伤演化规律具有重要的意义。岩石的力学参数的获取离不开室内岩石力学试验，岩土工程本身就是一门以试验为基础的学科。近年来，为了揭示岩石的损伤演化机理，以及岩石水力压裂过程中的裂纹演化规律，人们开始将声波与声发射测试技术引入到室内岩石力学试验中。材料的超声波波速可以表征材料的内部结构特征。岩石结构越完整，超声波波速传播越迅速；岩石结构越破碎，超声波波速传播越缓慢。岩石在水力压裂试验过程中，岩体内部裂纹将会演化拓展，岩石的横波波速、纵波波速将会发生波动，通过对试验过程中岩石超声波波速的监测，将岩石的受力变形特征与超声波波速建立联系，可以进一步分析岩体的损伤演化过程，因此，分析研究岩石承压破坏过程中的超声波波速变化具有重要的意义。岩石材料在损伤破裂过程中，内部贮藏的能量将会以声发射的形式释放，监测岩石承载破裂过程中的声发射能量特征，可以深入研究岩体内部的裂纹萌生、拓展、演化过程。在水力压裂试验中，岩石在高压水力作用下，内部结构将会破坏，产生大量的细观与宏观裂纹，利用空间布置的声发射传感器可以监测岩石的裂纹拓展，并实现岩石裂纹的空间三维定位，揭示岩体水压致裂过程中的裂纹时空演化规律，可以为页岩气、致密砂岩气等非常规气体开采提供理论指导。但是，由于岩石力学试验机与岩石声波、声发射同步测试装置隶属于两套设备，在目前的实践应用中存在如下问题：(1)岩石试样与传感器安装完成后，试验机三轴压力室内部的声波传感器、声发射传感器需要通过三轴压力室底座与三轴压力室外的数据采集系统相连，由于传感器数量较多，而三轴压力室底座空间面积有限，如何布设导线的连接通道成为难点；(2)在岩石超声波波速测试过程中，岩样一端压头作为信号发射端，用来发射高压脉冲信号，岩样另一端作为信号接收端，用来接收岩石中传播过来的信号，发射端的高压电信号通过三轴压力室底座时，会对邻近的传感器插口产生电磁干扰；(3)在岩石三轴水力压裂试验中，高压水的注入通道设计是一个技术难点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种岩石力学试验装置用密封底座。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种岩石力学试验装置用密封底座，包括压头垫块、插口圆盘、底座垫盘和数据接线盒，所述底座垫盘与固定圈之间通过焊接连接，且固定圈的内侧安装有密封圈，所述压头垫块为实心圆柱型，所述插口圆盘为中部设有向内凹陷的圆柱形第一凹槽的有底厚壁圆筒，所述第一凹槽的内径与压头垫块的外径相等，所述压头垫块内置于所述第一凹槽中，所述第一凹槽与压头垫块的底端中心重合，所述插口圆盘的厚壁上设有竖向的数据传输通道和流体出入通道，所述数据传输通道内设有数据线，所述数据传输通道包括声发射信号激发通道、声波信号接收通道、声波信号激发通道和岩石应变信息接收通道，且各数据传输通道为纵向贯通插口圆盘厚壁的圆柱形通孔，所述流体出入通道包括高压流体注入第一通道和液压油出入第一通道，所述插口圆盘的底端面上径向设有一段向内凹陷的半圆柱型数据线第一导出口，用于汇集各数据传输通道中数据线，各数据传输通道内靠近通道上端口处均固定设有一个双向插针公头，所述双向插针公头外端连接岩石力学试验机上各类岩石信号传感器的插头，所述双向插针公头内端依次通过数据线、数据线第一导出口和底座垫盘后与数据接线盒连接，所述岩石应变信息接收通道包括岩石轴向应变仪接口和岩石环向应变仪接口，所述高压流体注入第一通道和液压油出入第一通道均为L型通道，且分别设于插口圆盘的厚壁上的对称位置，所述L型通道的下端出口设于插口圆盘的外侧壁上，所述底座垫盘为中部设有向内凹陷的圆柱形第二凹槽的有底厚壁圆筒，所述第二凹槽的内径与插口圆盘的外径相同，所述插口圆盘内置于第二凹槽中，所述底座垫盘的侧壁上部横向设有高压流体注入第二通道、液压油出入第二通道和数据线第二导出口，所述高压流体注入第二通道与L型的高压流体注入第一通道的横向段相通，且两通道截面尺寸一致，所述液压油出入第二通道与L型的液压油出入第一通道的横向段相通，且两通道截面尺寸一致，所述数据线第二导出口与插口圆盘中的数据线第一导出口保持位置一致，所述数据接线盒为空心立体结构，所述数据接线盒固定于底座垫盘外侧壁上数据线第二导出口处，所述数据接线盒接触底座垫盘的一面设有导线孔和锚固孔，所述数据接线盒接触底座垫盘的一面的对立面上设有与数据传输通道相对应的BNC接头，各BNC接头的内部通过各相应数据传输通道内的数据线或导线与各相应数据传输通道内的双向插针公头相连；所述压头垫块、插口圆盘和底座垫盘均采用刚性钢材。进一步的，所述压头垫块的下部外侧壁上环设有第一密封槽，在所述第一密封槽内布置第一密封圈，用于将所述压头垫块安置密封于所述插口圆盘中。进一步的，各所述数据传输通道和流体出入通道沿所述插口圆盘的厚壁圆周均布。进一步的，所述双向插针公头为六芯双向插针公头，所述六芯双向插针公头与相应通道内部接触的部位均保持密封。进一步的，所述插口圆盘下部的外侧壁上环设有第二密封槽，在所述第二密封槽内布置第二密封圈，用于将所述插口圆盘安置密封于所述底座垫盘中。进一步的，所述声发射信号接收通道设有4个，所述声波信号发射通道与声波信号接收通道均设有1个，并且所述声波信号发射通道与声波信号接收通道分别设于插口圆盘的厚壁的相对称位置上。进一步的，所述高压流体注入第二通道和液压油出入第二通道的通道口外端均连接一段管道，所述管道上均设有高压控制阀。进一步的，所述底座垫盘的厚壁上设有至少8个竖向的密封螺孔，所述密封螺孔沿所述底座垫盘的上端面圆周均布并由上到下贯穿底座垫盘的厚壁，通过螺栓实现岩石试验机与底座垫盘的密封。进一步的，所述插口圆盘底端面上设有向内凹陷的环状数据线汇集槽，各数据传输通道的下端口均在所述数据线汇集槽内，所述数据线汇集槽的纵切线为半圆形或矩形，用于各数据传输通道中的数据线汇集到所述数据线导出口；所述双向插针的公头内端依次通过所述数据线、数据线汇集槽、数据线第一导出口和底座垫盘的数据线第二导出口后与所述数据接线盒连接。进一步的，所述数据接线盒与所述底座垫盘的高度保持一致，所述数据接线盒为一面为圆弧面的空心长方体，所述圆弧面为与底座垫盘的外侧壁相贴合，并利用销钉将数据接线盒固定于底座垫盘的外侧壁上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的岩石力学试验装置用密封底座，可以为岩石力学三轴试验中岩石声波、声发射传感器提供数据传输通道，另一方面可以提供高压流体注入和液压油出入的通道，结构简单，密封性好，很好地解决了导线布设的问题，使用方便；压头垫块和插口圆盘上设置的密封槽可以增加结构的密封性；各数据传输通道、数据线导出口和数据接线盒的设计，可以方便地实现三轴压力室内部传感器与外部的连通；各通道中六芯双向插针的使用，方便实现数据传输，并且六芯双向插针与各通道内部接触部位保持密封，可以防止压力机三轴压力室漏油，防止影响底座中的数据传输；高压流体注入通道和液压油出入通道外部设置的高压控制阀，可以实现流体出入的开关控制；底座垫盘上的密封螺孔可以通过螺栓实现三轴压力室与试验机底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石力学试验装置用密封底座，其特征在于：包括压头垫块(1)、插口圆盘(2)、底座垫盘(3)和数据接线盒(4)，所述底座垫盘(3)与固定圈(301)之间通过焊接连接，且固定圈(301)的内侧安装有密封圈，所述压头垫块(1)为实心圆柱型，所述插口圆盘(2)为中部设有向内凹陷的圆柱形第一凹槽(20)的有底厚壁圆筒，所述第一凹槽(20)的内径与压头垫块(1)的外径相等，所述压头垫块(1)内置于所述第一凹槽(20)中，所述第一凹槽(20)与压头垫块(1)的底端中心重合，所述插口圆盘(2)的厚壁上设有竖向的数据传输通道和流体出入通道，所述数据传输通道内设有数据线，所述数据传输通道包括声发射信号发射通道(22)、声波信号接收通道(21)、声波信号发射通道(22)和岩石应变信息接收通道，且各数据传输通道为纵向贯通插口圆盘厚壁的圆柱形通孔，所述流体出入通道包括高压流体注入第一通道(23)和液压油出入第一通道(29)，所述插口圆盘(2)的底端面上径向设有一段向内凹陷的半圆柱型数据线第一导出口(27)，用于汇集各数据传输通道中数据线，各数据传输通道内靠近通道上端口处均固定设有一个双向插针公头，所述双向插针公头外端连接岩石力学试验机上各类岩石信号传感器的插头，所述双向插针公头内端依次通过数据线、数据线第一导出口(27)和底座垫盘(3)后与数据接线盒(4)连接，所述岩石应变信息接收通道包括岩石轴向应变仪接口和岩石环向应变仪接口，所述高压流体注入第一通道(23)和液压油出入第一通道(29)均为L型通道，且分别设于插口圆盘(2)的厚壁上的对称位置，所述L型通道的下端出口设于插口圆盘(2)的外侧壁上，所述底座垫盘(3)为中部设有向内凹陷的圆柱形第二凹槽的有底厚壁圆筒，所述第二凹槽的内径与插口圆盘的外径相同，所述插口圆盘(2)内置于第二凹槽中，所述底座垫盘(3)的侧壁上部横向设有高压流体注入第二通道(32)、液压油出入第二通道(34)和数据线第二导出口，所述高压流体注入第二通道(32)与L型的高压流体注入第一通道(23)的横向段相通，且两通道截面尺寸一致，所述液压油出入第二通道(34)与L型的液压油出入第一通道(29)的横向段相通，且两通道截面尺寸一致，所述数据线第二导出口与插口圆盘(2)中的数据线第一导出口(27)保持位置一致，所述数据接线盒(4)为空心立体结构，所述数据接线盒(4)固定于底座垫盘(3)外侧壁上数据线第二导出口处，所述数据接线盒(4)接触底座垫盘(3)的一面设有导线孔和锚固孔，所述数据接线盒(4)接触底座垫盘(3)的一面的对立面上设有与数据传输通道相对应的BNC接头(41)，各BNC接头(41)的内部通过各相应数据传输通道内的数据线或导线与各相应数据传输通道内的双向插针公头相连；所述压头垫块(1)、插口圆盘(2)和底座垫盘(3)均采用刚性钢材。...

【技术特征摘要】
1.一种岩石力学试验装置用密封底座，其特征在于：包括压头垫块(1)、插口圆盘(2)、底座垫盘(3)和数据接线盒(4)，所述底座垫盘(3)与固定圈(301)之间通过焊接连接，且固定圈(301)的内侧安装有密封圈，所述压头垫块(1)为实心圆柱型，所述插口圆盘(2)为中部设有向内凹陷的圆柱形第一凹槽(20)的有底厚壁圆筒，所述第一凹槽(20)的内径与压头垫块(1)的外径相等，所述压头垫块(1)内置于所述第一凹槽(20)中，所述第一凹槽(20)与压头垫块(1)的底端中心重合，所述插口圆盘(2)的厚壁上设有竖向的数据传输通道和流体出入通道，所述数据传输通道内设有数据线，所述数据传输通道包括声发射信号发射通道(22)、声波信号接收通道(21)、声波信号发射通道(22)和岩石应变信息接收通道，且各数据传输通道为纵向贯通插口圆盘厚壁的圆柱形通孔，所述流体出入通道包括高压流体注入第一通道(23)和液压油出入第一通道(29)，所述插口圆盘(2)的底端面上径向设有一段向内凹陷的半圆柱型数据线第一导出口(27)，用于汇集各数据传输通道中数据线，各数据传输通道内靠近通道上端口处均固定设有一个双向插针公头，所述双向插针公头外端连接岩石力学试验机上各类岩石信号传感器的插头，所述双向插针公头内端依次通过数据线、数据线第一导出口(27)和底座垫盘(3)后与数据接线盒(4)连接，所述岩石应变信息接收通道包括岩石轴向应变仪接口和岩石环向应变仪接口，所述高压流体注入第一通道(23)和液压油出入第一通道(29)均为L型通道，且分别设于插口圆盘(2)的厚壁上的对称位置，所述L型通道的下端出口设于插口圆盘(2)的外侧壁上，所述底座垫盘(3)为中部设有向内凹陷的圆柱形第二凹槽的有底厚壁圆筒，所述第二凹槽的内径与插口圆盘的外径相同，所述插口圆盘(2)内置于第二凹槽中，所述底座垫盘(3)的侧壁上部横向设有高压流体注入第二通道(32)、液压油出入第二通道(34)和数据线第二导出口，所述高压流体注入第二通道(32)与L型的高压流体注入第一通道(23)的横向段相通，且两通道截面尺寸一致，所述液压油出入第二通道(34)与L型的液压油出入第一通道(29)的横向段相通，且两通道截面尺寸一致，所述数据线第二导出口与插口圆盘(2)中的数据线第一导出口(27)保持位置一致，所述数据接线盒(4)为空心立体结构，所述数据接线盒(4)固定于底座垫盘(3)外侧壁上数据线第二导出口处，所述数据接线盒(4)接触底座垫盘(3)的一面设有导线孔和锚固孔，所述数据接线盒(4)接触底座垫盘(3)的一面的对立面上设有与数据传输通道相对应的BNC接头(41)，各BNC接头(41)的内部通过各相应数据传输通道内的数据线或导线与各相应数据传输通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇龙，宋晨鹏，聂闻，严红，张千贵，张科，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11