一种岩石三轴摩擦-渗流实验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种岩石三轴摩擦‑渗流实验系统，包括压力腔室，所述压力腔室的内部设置有围压室，所述围压室通过其左端设置的输水管连接有第一柱塞泵，所述围压室的内部设置有岩心试块，所述围压室与岩心试块之间安装有热缩管，所述岩心试块的两端均安装有端帽，且两个端帽的外侧均连接有轴压传力筒。该岩石三轴摩擦‑渗流实验系统，围压室与第一柱塞泵相连，通过第一柱塞泵注水模拟地层中岩石受到的围压，通过第四柱塞泵往岩心试样注孔隙水，以模拟地层中的水流，岩心试样与围压室之间用热缩管分隔，防止围压流体与孔隙水之间发生串流，可以模拟不同条件下的水流对岩石摩擦产生的影响，从而可以使实验数据更加精确。

A rock three axis friction seepage experimental system

The invention discloses a rock triaxial friction seepage experimental system, which comprises a pressure chamber with a confining pressure chamber connected with a first plunger pump through a water pipe arranged at the left end of the confining pressure chamber. A core test block is arranged inside the confining pressure chamber and the core test block is secured between the confining pressure chamber and the core test block. An end cap is installed at both ends of the core test block, and the outer sides of the two end caps are connected with an axial pressure transfer cylinder. The rock triaxial friction seepage test system is connected with the first plunger pump. The first plunger pump is used to inject water to simulate the confining pressure of the rock in the formation. The fourth plunger pump is used to inject pore water into the core sample to simulate the water flow in the formation. The crossflow between pore water and pore water can simulate the effect of water flow on rock friction under different conditions, so that the experimental data can be more accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种岩石三轴摩擦-渗流实验系统
本专利技术涉及岩石摩擦力学实验
，具体为一种岩石三轴摩擦-渗流实验系统。
技术介绍
岩石摩擦实验是研究断层摩擦强度及稳定性的主要途径，断层摩擦力学研究水平的提升很大程度上依赖于新的实验装置及技术的研发。无论是摩擦强度还是稳定性，水(静态水和动态水)的影响均不容忽视。然而，受现有岩石三轴摩擦实验装置的限制，开展摩擦面相对滑动下的岩石三轴摩擦-渗流实验是具有挑战性的工作，特别是在高温、高压、快速滑动条件下，摩擦滑动与渗流兼容是一大难题，滑动位移也难于直接测量，因此，为解决上述问题，确实有必要提供一种岩石三轴摩擦-渗流实验装置，以克服现有岩石三轴摩擦实验装置中摩擦滑动与渗流不兼容的问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种岩石三轴摩擦-渗流实验系统，解决了现有的技术中岩石摩擦滑动与渗流不兼容的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种岩石三轴摩擦-渗流实验系统，包括压力腔室，所述压力腔室的内部设置有围压室，所述围压室通过其左端设置的输水管连接有第一柱塞泵，所述围压室的内部设置有岩心试块，所述围压室与岩心试块之间安装有热缩管，所述岩心试块的两端均安装有端帽，且两个端帽的外侧均连接有轴压传力筒，所述端帽的内壁上安装有环形密封带，且位于右侧的轴压传力筒上安装有位移传感器，左侧的轴压传力筒通过其左端设置的输水管连接有第二柱塞泵，右侧的轴压传力筒通过其右端设置的输水管连接有第三柱塞泵，所述压力腔室的左侧设置有注水管，所述注水管依次穿过岩心试块左侧的轴压传力筒和端帽并延伸至围压室的内部，所述压力腔室通过注水管连接有第四柱塞泵，所述注水管靠近第四柱塞泵的一端安装有缆线加热器，所述压力腔室的右侧安装有出水管，所述出水管的出水口依次穿过压力腔室右侧的端帽和轴压传力筒且固定连接有集水桶，所述注水管和出水管靠近压力腔室的一端均安装有温度传感器。优选的，所述第一柱塞泵、第二柱塞泵、第三柱塞泵、第四柱塞泵、位移传感器和温度传感器均与外接计算机系统连接。优选的，所述岩心试块包括上岩心试块和下岩心试块，且上岩心试块与下岩心试块的两侧设置的结构相同并且相互对称。优选的，所述轴压传力筒包括上轴压传力筒和下轴压传力筒，所述端帽包括上端帽和下端帽。优选的，所述上轴压传力筒和上端帽与上岩心试块连接，所述下轴压传力筒和下端帽与下岩心试块连接。优选的，所述第二柱塞泵与左侧轴压传力筒中的上轴压传力筒连接，所述第三柱塞泵与右侧轴压传力筒的下轴压传力筒连接。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种岩石三轴摩擦-渗流实验系统，具备以下有益效果：1、该岩石三轴摩擦-渗流实验系统，围压室与第一柱塞泵相连，通过第一柱塞泵注水模拟地层中岩石受到的围压，通过第四柱塞泵往岩心试样注孔隙水，以模拟地层中的水流，岩心试样与围压室之间用热缩管分隔，防止围压流体与孔隙水之间发生串流，注水管上贴有缆线加热器，用于加热孔隙水，可开展高温渗流实验，可以模拟不同条件下的水流对岩石摩擦产生的影响，从而可以使实验数据更加精确。2、该岩石三轴摩擦-渗流实验系统，将岩心试样、轴压传力筒和端帽设置为上、下对称的两部分，第二柱塞泵、第三柱塞泵分别与上、下轴压传力筒连接，可以实现推动上、下轴压传力筒往相反的方向滑动，通过直接抵接轴压传力筒和端帽，加上端帽又与岩心试样抵接，从而实现上、下盘岩心试样的相对滑动，位移传感器与轴压传力筒相连，测量水平相对滑移量，最终解决岩石三轴摩擦-渗流不兼容的技术瓶颈，开展渗流条件下的岩石三轴摩擦滑动实验。附图说明图1为本专利技术压力腔室剖面图；图2为本专利技术轴压传力筒和端帽剖面图。图中：1压力腔室、2岩心试块、201上岩心试块、202下岩心试块、3围压室、4热缩管、5轴压传力筒、501上轴压传力筒、502下轴压传力筒、6端帽、601上端帽、602下端帽、7环形密封带、8第一柱塞泵、9第二柱塞泵、10第四柱塞泵、11第三柱塞泵、12注水管、13出水管、14集水桶、15缆线加热器、16位移传感器、17温度传感器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，一种岩石三轴摩擦-渗流实验系统，包括压力腔室1，压力腔室1的内部设置有围压室3，围压室3通过其左端设置的输水管连接有第一柱塞泵8，通过设置围压室3，可以模拟岩石在地下时受到的压力环境，从而可以使实验更加的精确，围压室3的内部设置有岩心试块2，岩心试块2包括上岩心试块201和下岩心试块203，且上岩心试块201与下岩心试块203的两侧设置的结构相同并且相互对称，通过设置上岩心试块201和下岩心试块203，模拟地下岩石之间的相互摩擦，围压室3与岩心试块2之间安装有热缩管4，利用热缩管4将围压室3与岩心试块2进行分隔，可以防止围压流体与孔隙水之间发生串流，岩心试块2的两端均安装有端帽6，且两个端帽6的外侧均连接有轴压传力筒5，端帽6的内壁上安装有环形密封带7，通过设置环形密封带7，可以保持两个岩石试块2之间的密封性，减弱外接环境对岩石试块2之间的影响，从而可以使实验数据更加的精确，且位于右侧的轴压传力筒5上安装有位移传感器16，通过设置位移传感器16，可以精确的检测岩石试块2发生的偏移数据，从而方便人们进行分析，轴压传力筒5包括上轴压传力筒501和下轴压传力筒502，端帽6包括上端帽601和下端帽602，上轴压传力筒501和上端帽601与上岩心试块201连接，下轴压传力筒502和下端帽602与下岩心试块203连接，在实验的过程中，两个岩石试块2在水的推动下分别朝着两个不同的方向进行移动，从而产生摩擦，模拟地下岩石之间的摩擦力，左侧的轴压传力筒5通过其左端设置的输水管连接有第二柱塞泵9，右侧的轴压传力筒5通过其右端设置的输水管连接有第三柱塞泵11，第二柱塞泵9与左侧轴压传力筒5中的上轴压传力筒501连接，第三柱塞泵11与右侧轴压传力筒5的下轴压传力筒502连接，通过第二柱塞泵9和第三柱塞泵11，分别推动上岩石试块201和下岩石试块202进行相对滑动，然后利用位移传感器16测量水平相对滑移量，压力腔室1的左侧设置有注水管12，注水管12依次穿过岩心试块2左侧的轴压传力筒5和端帽6并延伸至围压室3的内部，压力腔室1通过注水管12连接有第四柱塞泵10，注水管12靠近第四柱塞泵10的一端安装有缆线加热器15，用于加热孔隙水，可开展高温渗流实验，可以模拟不同条件下的水流对岩石摩擦产生的影响，压力腔室1的右侧安装有出水管13，出水管13的出水口依次穿过压力腔室1右侧的端帽6和轴压传力筒5且固定连接有集水桶14，可以将使用之后的水进行收集，注水管12和出水管13靠近压力腔室1的一端均安装有温度传感器17，第一柱塞泵8、第二柱塞泵9、第三柱塞泵11、第四柱塞泵10、位移传感器16和温度传感器17均与外接计算机系统连接，通过将设备与计算机系统进行连接，方便数据的传输，将水压、岩石试块2的偏移量和温度变化等不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石三轴摩擦‑渗流实验系统，包括压力腔室(1)，其特征在于：所述压力腔室(1)的内部设置有围压室(3)，所述围压室(3)通过其左端设置的输水管连接有第一柱塞泵(8)，所述围压室(3)的内部设置有岩心试块(2)，所述围压室(3)与岩心试块(2)之间安装有热缩管(4)，所述岩心试块(2)的两端均安装有端帽(6)，且两个端帽(6)的外侧均连接有轴压传力筒(5)，所述端帽(6)的内壁上安装有环形密封带(7)，且位于右侧的轴压传力筒(5)上安装有位移传感器(16)，左侧的轴压传力筒(5)通过其左端设置的输水管连接有第二柱塞泵(9)，右侧的轴压传力筒(5)通过其右端设置的输水管连接有第三柱塞泵(11)，所述压力腔室(1)的左侧设置有注水管(12)，所述注水管(12)依次穿过岩心试块(2)左侧的轴压传力筒(5)和端帽(6)并延伸至围压室(3)的内部，所述压力腔室(1)通过注水管(12)连接有第四柱塞泵(10)，所述注水管(12)靠近第四柱塞泵(10)的一端安装有缆线加热器(15)，所述压力腔室(1)的右侧安装有出水管(13)，所述出水管(13)的出水口依次穿过压力腔室(1)右侧的端帽(6)和轴压传力筒(5)且固定连接有集水桶(14)，所述注水管(12)和出水管(13)靠近压力腔室(1)的一端均安装有温度传感器(17)。...

【技术特征摘要】
1.一种岩石三轴摩擦-渗流实验系统，包括压力腔室(1)，其特征在于：所述压力腔室(1)的内部设置有围压室(3)，所述围压室(3)通过其左端设置的输水管连接有第一柱塞泵(8)，所述围压室(3)的内部设置有岩心试块(2)，所述围压室(3)与岩心试块(2)之间安装有热缩管(4)，所述岩心试块(2)的两端均安装有端帽(6)，且两个端帽(6)的外侧均连接有轴压传力筒(5)，所述端帽(6)的内壁上安装有环形密封带(7)，且位于右侧的轴压传力筒(5)上安装有位移传感器(16)，左侧的轴压传力筒(5)通过其左端设置的输水管连接有第二柱塞泵(9)，右侧的轴压传力筒(5)通过其右端设置的输水管连接有第三柱塞泵(11)，所述压力腔室(1)的左侧设置有注水管(12)，所述注水管(12)依次穿过岩心试块(2)左侧的轴压传力筒(5)和端帽(6)并延伸至围压室(3)的内部，所述压力腔室(1)通过注水管(12)连接有第四柱塞泵(10)，所述注水管(12)靠近第四柱塞泵(10)的一端安装有缆线加热器(15)，所述压力腔室(1)的右侧安装有出水管(13)，所述出水管(13)的出水口依次穿过压力腔室(1)右侧的端帽(6)和轴压传力筒(5)且固定连接有集水桶(14)，所述注水管(12)和出水管(13)靠近压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟振，胡云进，谢澜，郜会彩，李博，陆佳莹，杜时贵，黄曼，雍睿，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33