恒定刚度边界水压致裂试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种恒定刚度边界水压致裂试验装置，包括围压加载系统、轴压加载系统、水压加载系统、围压监测系统、轴压监测系统、水压监测系统、侧向变形测量系统、轴向变形测量系统、岩石试件和计算机控制系统。本发明专利技术实现恒定刚度边界水压致裂试验的原理是：在施加水压的过程中，计算机控制系统根据监测得到的岩石试件侧向变形计算为了保持恒定刚度所需要的围压，进而通过自动控制不断修正围压的大小，从而实现恒定刚度边界，直至试件被压裂。本发明专利技术实现了恒定刚度边界条件下的水压致裂室内模拟试验，更真实的再现岩石在工程现场的物理力学性质，为现场工程的设计和施工提供更准确的数据。据。据。

【技术实现步骤摘要】
恒定刚度边界水压致裂试验装置


[0001]本专利技术属于水压模拟试验
，尤其涉及一种恒定刚度边界水压致裂试验装置。

技术介绍

[0002]水压致裂又称水力压裂，是指通过高压设备把水挤入地层，在地层中制造人工裂隙，从而改善钻孔周围地层的渗透性，提高油气开采和抽取产量。水压致裂技术在石油、煤层气、页岩气、地热开采，以及地应力测试等领域得到广泛的应用。为了达到最好的技术、经济效果，需要研究裂缝在岩体中产生和发展的机理。在工程现场进行水压致裂试验不仅成本非常高，而且各项参数不容易定量监测。因此，在试验室模拟地层应力环境，从而进行室内水压致裂试验具有重要意义。
[0003]目前，通常采用三轴试验装置来模拟地层中岩体的应力状态，在水力压裂过程中采用恒定荷载边界。然而在工程现场，岩石在受到水压力后会产生变形，从而挤压周围岩体，在此过程中又必然受到周围岩体按特定比例（由岩体刚度控制）增加的反作用力，能够产生这种反作用力的边界称为恒定刚度边界。现有的水压致裂模拟试验设备不能实现恒定刚度边界条件下的水压致裂试验。
[0004]另外，由于地层中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种恒定刚度边界水压致裂试验装置，其特征在于，包括：围压加载系统、轴压加载系统、水压加载系统、围压监测系统、轴压监测系统、水压监测系统、侧向变形测量系统、轴向变形测量系统、岩石试件和计算机控制系统：在施加水压的过程中，计算机控制系统根据监测得到的岩石试件侧向变形，计算为了保持恒定刚度所需要的围压，进而通过自动控制不断修正围压的大小，从而实现恒定刚度边界，直至试件被压裂。2.根据权利要求1所述的恒定刚度边界水压致裂试验装置，其特征在于：所述围压加载系统，包括第一伺服油源、三轴压力室和橡胶垫圈；所述第一伺服油源用于给三轴压力室提供油压；所述三轴压力室用于对试件进行加载；所述橡胶垫圈安装在三轴压力室的底座上侧，与岩石试件接触，作用在于防止水泄露。3.根据权利要求2所述的恒定刚度边界水压致裂试验装置，其特征在于：所述轴压加载系统，包括第二伺服油源、液压油缸和加载框架，用于给试件施加轴向压力；所述第二伺服油源用于驱动液压油缸给岩石试件施加轴向压力；所述液压油缸固定在加载框架上。4.根据权利要求3所述的恒定刚度边界水压致裂试验装置，其特征在于：所述水压加载系统，包括伺服电机、伺服电机控制器、减速机、滚珠丝杠、加压水缸和高压水管，用于给岩石试件提供水压力；所述伺服电机通过减速机、滚珠丝杠连接加压水缸的活塞，加压水缸的活塞腔通过高压水管，穿过三轴压力室的底座，与岩石试件的孔洞连接，通过控制伺服电机的转动产生试验所需的水压。5.根据权利要求4所述的恒定刚度边界水压致裂试验装置，其特征在于：所述围压监测系统，包括第一液压传感器和围压数据采集仪，用于监测试件所承受围压的大小；所述第一液压传感器安装在三轴压力室中，用于测量三轴压力室内液压的大小；所述围压数据采集仪用于记录液压数据，并将其传递至计算机控制系统。6.根据权利要求5所述的恒定刚度边界水压致裂试验装置，其特征在于：所述轴压监测系统，包括压力传感器和轴压数据采集仪，所述压力传感器，用于测量试件所受到的轴向压力的大小；所述轴压数据采集仪用于记录试件轴压数据，并将其传递至计算机控制系统。7.根据权利要求6所述的恒定刚度边界水压致裂试验装置，其特征在于：所述水压监测系统，包括第二液压传感器和水压数据采集仪，用于监测试件所承受水压的大小；所述第二液...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴学震，邓涛，王刚，蒋宇静，缪圆冰，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：