岩石力学三轴试验机制造技术

本发明专利技术公开了一种岩石力学三轴试验机，包括：外压力室和位于所述外压力室内部的内压力室，所述内压力室的侧壁上设置有连通所述外压力室的连通孔；能够置于所述内压力室内部的上压头和下压头；轴压驱动件，所述轴压驱动件能够驱动所述上压头和下压头相互靠近以挤压岩石试样；提升机构，所述提升机构能够带动所述内压力室升降。上述岩石力学三轴试验机中，采用了内压力室和外压力室内外嵌套的方式，内压力室用于快速安装岩石试验样，此设计减少了安装岩石试样的时间，减少了外压力室充液排液的时间，极大的提高了试验效率。

【技术实现步骤摘要】
岩石力学三轴试验机
本专利技术涉及岩石力学测试
，更具体地说，涉及一种岩石力学三轴试验机。
技术介绍
岩石力学三轴试验系统可在小尺度上重现地质作用过程及其状态结构变化。通过该系统获取试样的岩石变形与强度等宏观力学特性参数为钻井工程和压裂工程设计提供依据。但是，现有的岩石三轴力学试验系统都位于室内，远离取样现场，且存在试验操作复杂，试验时间长，试验效率低的问题。比如，在页岩气勘探开发过程中，钻取的页岩岩芯在一到两天内便会发生结构崩解破坏，无法满足在试验室内获取准确的岩石物理力学参数。这便需要研制一台适用于钻井工程和压裂工程现场的，满足快速准确获取岩石力学参数的岩石力学三轴试验系统。为实现岩石力学三轴试验系统在不同井场之间便捷的转运以及快速完成岩石力学测试，需要创新岩石力学三轴试验系统的结构以实现岩石力学三轴试验系统的体积小型化，操作便利化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种岩石力学三轴试验机，该岩石力学三轴试验机采用了内外嵌套式压力室结构，如此设计减少了安装试验样品的时间，极大的提高了试验效率。为了达到上述第一个目的，本专利技术提供如下技术方案：一种岩石力学三轴试验机，包括：外压力室和位于所述外压力室内部的内压力室，所述内压力室的侧壁上设置有连通所述外压力室的连通孔；能够置于所述内压力室内部的上压头和下压头；轴压驱动件，所述轴压驱动件能够驱动所述上压头和下压头相互靠近以挤压岩石试样；提升机构，所述提升机构能够带动所述内压力室升降。优选地，上述岩石力学三轴试验机中，所述提升机构包括：提升杆，所述提升杆的下端与所述内压力室的顶部固定连接；提升驱动件，所述提升驱动件能够带动所述提升杆升降。优选地，上述岩石力学三轴试验机中，还包括连接板，所述提升杆和所述提升驱动件的输出端均与所述连接板固定连接。优选地，上述岩石力学三轴试验机中，还包括穿过所述连接板的导柱，所述连接板升降时沿所述导柱滑动；所述提升驱动件为提升油缸。优选地，上述岩石力学三轴试验机中，所述外压力室的上侧口端具有内螺纹孔，该岩石力学三轴试验机还包括与所述内螺纹孔配合的旋转螺母，所述旋转螺母开设有中心通孔，所述提升杆与所述旋转螺母的中心通孔螺纹配合。优选地，上述岩石力学三轴试验机中，所述内压力室内顶壁设置有球头球座；所述球头球座与所述内压力室内顶壁之间设置有负荷传感器；所述连通孔可以为矩形、圆形或椭圆形，封装有上压头、岩石试样和下压头的热塑管可以经连通孔放进或取出内压力室。优选地，上述岩石力学三轴试验机中，所述内压力室的底壁上开设有轴压通孔；所述轴压驱动件包括伸缩油缸，所述伸缩油缸的活塞能够穿过所述轴压通孔以挤压所述下压头。优选地，上述岩石力学三轴试验机中，所述伸缩油缸的活塞末端与所述下压头底端中的一个上设置有定位凸起且另一个上设置有定位凹槽。优选地，上述岩石力学三轴试验机中，所述轴压驱动件还包括用于检测所述活塞位移的位移传感器。优选地，上述岩石力学三轴试验机中，该岩石力学三轴试验机的底部设置有减震垫。应用上述实施例提供的岩石力学三轴试验机时，首先将上压头、岩石试样和下压头均封装在热塑管内，并且岩石试样位于上压头和下压头之间，然后将热塑管置于内压力室内。并且，置于内压力室后上压头、岩石试样和下压头沿竖直方向依次排布，岩石试样在封装之前安装轴向引伸计和径向引伸计，轴向引伸计和径向引伸计用于检测岩石试样的轴向和径向变形。然后将内压力室置于外压力室内部，利用轴压驱动件驱动上压头和下压头相互靠近以挤压岩石试样，以提供岩石试样在试验过程中的轴向力，同时向外压力室内注入液体，以给岩石试样提供围压，以实现岩石试样的力学三轴试验。试验完成后，利用提升机构带动内压力室上升，使内压力室脱离外压力室，再从内压力室内取出岩石试样即可，由此可见，使用本专利技术提供的岩石力学三轴试验机时，不必反复的向外压力室内充液体和排液体，而是通过从外压力室取出内压力室以实现岩石试样的取放，大大缩短了岩石试样取放的时间。上述岩石力学三轴试验机中，采用了内压力室和外压力室内外嵌套的方式，内压力室用于快速安装岩石试验样，此设计减少了安装岩石试样的时间，减少了外压力室充液排液的时间，极大的提高了试验效率。外压力室用于承受轴压和围压反力，相比较于传统岩石力学三轴试验系统的立柱式反力框架结构，此设计保障了反力机构拥有足够刚度的同时，可以大大减小了反力机构的尺寸。综上，该岩石力学三轴试验机可以实现岩石力学三轴试验系统的体积小型化，操作便利化，同时减少了试验时间，提高试验效率50％以上。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的岩石力学三轴试验机的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的岩石力学三轴试验机底座和防护罩内部的剖视图；图3为本专利技术实施例提供的岩石力学三轴试验机底座和防护罩内部另一角度的剖视图；图4为本专利技术实施例提供的岩石力学三轴试验机的剖视图；图5为本专利技术实施例提供的岩石力学三轴试验机局部剖视图；图6为本专利技术实施例提供的防护罩的示意图；图7为本专利技术实施例提供的支撑底座的示意图。在图1-7中：1-防护罩、2-旋转手柄、3-支撑底座、4-导柱、5-连接板、6-提升杆、7-旋转螺母、8-内压力室、9-外压力室、10-上压头、11-岩石试样、12-下压头、13-活塞、13a-中间连接件、14-减震垫、15-位移传感器、16-球头球座、17-负荷传感器。具体实施方式本专利技术的目的在于提供一种岩石力学三轴试验机，该岩石力学三轴试验机采用了内外嵌套式压力室结构，如此设计减少了安装试验样品的时间，极大的提高了试验效率。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。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。请参阅图1-图7，本专利技术提供的岩石力学三轴试验机包括外压力室9、内压力室8、上压头10、下压头12、轴压驱动件以及提升机构。其中，内压力室8位于外压力室9内部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石力学三轴试验机，其特征在于，包括：/n外压力室(9)和位于所述外压力室(9)内部的内压力室(8)，所述内压力室(8)的侧壁上设置有连通所述外压力室(9)的连通孔；/n能够置于所述内压力室(8)内部的上压头(10)和下压头(12)；/n轴压驱动件，所述轴压驱动件能够驱动所述上压头(10)和下压头(12)相互靠近以挤压岩石试样(11)；/n提升机构，所述提升机构能够带动所述内压力室(8)升降。/n

【技术特征摘要】
1.一种岩石力学三轴试验机，其特征在于，包括：
外压力室(9)和位于所述外压力室(9)内部的内压力室(8)，所述内压力室(8)的侧壁上设置有连通所述外压力室(9)的连通孔；
能够置于所述内压力室(8)内部的上压头(10)和下压头(12)；
轴压驱动件，所述轴压驱动件能够驱动所述上压头(10)和下压头(12)相互靠近以挤压岩石试样(11)；
提升机构，所述提升机构能够带动所述内压力室(8)升降。


2.根据权利要求1所述的岩石力学三轴试验机，其特征在于，所述提升机构包括：
提升杆(6)，所述提升杆(6)的下端与所述内压力室(8)的顶部固定连接；
提升驱动件，所述提升驱动件能够带动所述提升杆(6)升降。


3.根据权利要求2所述的岩石力学三轴试验机，其特征在于，还包括连接板(5)，所述提升杆(6)和所述提升驱动件的输出端均与所述连接板(5)固定连接。


4.根据权利要求3所述的岩石力学三轴试验机，其特征在于，还包括穿过所述连接板(5)的导柱(4)，所述连接板(5)升降时沿所述导柱(4)滑动；
所述提升驱动件为提升油缸。


5.根据权利要求2所述的岩石力学三轴试验机，其特征在于，所述外压力室(9)的上侧口端具有内螺纹孔，该岩石力学三轴试验机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李守定，李晓，周忠鸣，郑博，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11