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    真三轴 岩石 参数 测试 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510099996.0

    申请日:

    2015.03.06

    公开号:

    CN104677815A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 19/00申请日:20150306|||公开
    IPC分类号: G01N19/00 主分类号: G01N19/00
    申请人: 西南石油大学
    发明人: 陈一健; 李皋; 李新; 张伦平; 许秀斌
    地址: 610500四川省成都市新都区新都镇新都大道8号
    优先权:
    专利代理机构: 北京众合诚成知识产权代理有限公司11246 代理人: 裴娜
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510099996.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.03.01|||2015.07.01|||2015.06.03

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种真三轴岩石参数测试系统,涉及油、气储层评价技术领域。该测试系统包括岩石加载机构、加载机构旋转升降装置以及检测控制系统。岩石加载机构包括X、Y、Z轴加载组件、岩心胶套和压力室釜体,所述加载机构旋转升降装置包括升降液压缸、涡轮减速器和可拆卸机械手;岩石加载机构和加载机构旋转升降装置中的测试和控制管线与检测控制系统相连。本发明能在不等的三向压力下同时测试高温高压条件下岩层样品的力学性能、声学性能、电学性能和渗流性能,具有体积小,功能多样,安全可靠的特点。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种真三轴岩石参数测试系统,其特征在于:所述测试系统包括岩石加载机构(1)、加载机构旋转升降装置(2)以及检测控制系统(3),所述岩石加载机构(1)连接于所述旋转升降装置上,用于在不等的三向压力下同时测试高温高压条件下岩层样品的力学性能、声学性能、电学性能和渗流性能;所述旋转升降装置用于驱动所述岩石加载机构(1)进行旋转和升降运动;岩石加载机构(1)以及加载机构旋转升降装置(2)内的电学元件与所述检测控制系统(3)进行连接,所述检测控制系统(3)用于通过所述岩石加载机构(1)对岩层样品进行作用,采集岩层样品的参数变化,并控制所述旋转升降装置驱动所述岩石加载机构(1)做旋转和升降运动。

    2.  根据权利要求1所述的真三轴岩石参数测试系统,其特征在于:所述岩石加载机构(1)包括压力室,X轴、Y轴、Z轴加载组件(4,5,6)以及岩心胶套(7),所述X轴、Y轴、Z轴加载组件(4,5,6)位于所述压力室内,所述X轴、Y轴、Z轴加载组件(4,5,6)各设有两个,分别位于所述岩层样品(8)的前、后、左、右、上、下侧,所述X轴加载组件(4)包括X轴前加载组件和X轴后加载组件,以Y轴为中心对称线进行设置且结构相同,X轴前加载组件和X轴后加载组件包括X轴加载活塞,X轴加载活塞上设有X轴的压力传感器、位移传感器(11)以及与压力位移测试线(13);所述Y轴加载组件(5)包括Y轴左加载组件和Y轴右加载组件,以X轴为中心对称线进行设置且结构相同,Y轴左加载组件和Y轴右加载组件包括Y轴加载活塞和活塞底座(9),所述Y轴加载活 塞上设有Y轴的压力传感器、位移传感器(11)、加压控制线(12)以及压力位移测试线(13);所述Z轴加载组件(6)包括Z轴上加载组件和Z轴下加载组件,所述Z轴下加载组件包括Z轴加载活塞,固定在压力室的底座上,所述Z轴上加载组件包括Z轴加载活塞和活塞底座(9),所述Z轴加载活塞上设有Z轴的压力传感器、位移传感器(11)、加压控制线(12)、压力位移测试线(13)以及渗透率测试线(15);所述岩心胶套(7)的中心为矩形空间,用于放置岩层样品(8),岩心胶套(7)沿岩层样品(8)的六个面分别设有一开口,开口的形状与X轴、Y轴、Z轴加载活塞的外部形状相适配,加载活塞伸入到各个面的开口内,将开口堵死;X轴加载活塞以及Y轴加载活塞的端面通过陶瓷垫片(14)与岩层样品(8)的前、后、左、右侧面相接触,Z轴的加载活塞(10)上安装有压电陶瓷,压力室内充有液压油,压力室上安装有围压加压管线(26),加载机构中所有的管线、测试线以及数据采集线都经过压力室底部的圆形通孔引到压力室外,与检测控制系统(3)相连。

    3.  根据权利要求2所述的真三轴岩石参数测试系统,其特征在于:所述X轴加载活塞、Y轴加载活塞以及Z轴下加载组件上的Z轴加载活塞靠近岩层样品(8)的部分为长方体,与长方体相连的部分为圆柱体,长方体与岩层样品(8)接触的端面的对角线长度与圆柱体的直径相同;Z轴上加载组件上的Z轴加载活塞靠近岩层样品(8)的部分为长方体,中部为圆柱体,长方体与岩层样品(8)接触的端面的对角线长度与圆柱体的直径相同,底部为直径比中部圆柱体的直径大的圆柱体。

    4.  根据权利要求2所述的真三轴岩石参数测试系统,其特征在于:所述Y轴加载组件上的Y轴的活塞底座(9)与压力室接触的面为圆弧曲面,与压力室的内壁相适配,圆弧曲面的直径与压力室釜体(18)内径相同。

    5.  根据根据权利要求2所述的真三轴岩石参数测试系统,其特征在于:所述陶瓷垫片(14)的四周进行倒角处理。

    6.  根据根据权利要求2所述的真三轴岩石参数测试系统,其特征在于:所述陶瓷垫片(14)的外表面贴有弹性膜。

    7.  根据权利要求2所述的真三轴岩石参数测试系统,其特征在于:所述压力室包括压力室底座(17)和压力室釜体(18),所述压力室底座(17)螺纹连接于所述压力室釜体(18)的底部。

    8.  根据权利要求7所述的真三轴岩石参数测试系统,其特征在于:所述压力室釜体(18)的侧壁上设有加热管(20)和降温水道(21)。

    9.  根据权利要求2所述的真三轴岩石参数测试系统,其特征在于:所述旋转升降装置包括支架(22)、升降液压缸(23)、涡轮减速器(24)和可拆卸机械手(25),所述升降液压缸(23)、涡轮减速器(24)和可拆卸机械手(25)固定在所述支架(22)上,所述升降液压缸(23)和涡轮减速器(24)的动力输出端与压力室连接。

    10.  根据权利要求2所述的真三轴岩石参数测试系统,其特征在于:压力室底座(17)的Y轴上安装有两个支撑垫块(16),用于支撑Y轴加载活塞。

    说明书

    说明书真三轴岩石参数测试系统
    技术领域
    本发明涉及涉及油、气储层评价技术领域,尤其涉及一种真三轴岩石参 数测试系统。
    背景技术
    由于岩体在原位状态下一般受三维应力作用,因而实验室研究三维应力 条件下岩体的力学性能、电学性能、声学性能和渗流性能更能反映天然地质 岩体的实际情况。不等压三轴应力状态下中间主应力对岩石变形强度的影 响,一直以来都是岩体工程领域探索的前沿课题之一,为此常用真三轴试验 机来模拟不等压三轴应力条件下的岩石力学行为。
    目前,已有的真三轴试验机大多用于评价岩土的力学行为,而对于石油 天然气行业,为了方便对岩石施加三个方向相互正交的荷载,岩石试样通常 加工成正方体或者长方体,采用x,y,z三个方向相互正交的加载单元组成 真三轴加载系统。
    根据加载方式和压力室结构特点,真三轴仪可分为刚性板加载、柔性囊 加载和复合加载三种类型。刚性板加载为试样安装在六个刚性板之间,当在 三个应力方向施加压力时,试样会产生相应的主应变,这类加载方式虽能精 确测量应变、能产生均匀应变、达到较大的轴向应变、模拟复杂的应力应变 路径,但是难以检验应力的不均匀性,且当应变较大时,加载板之间会产生 相互干扰,不能进行预定的应力路径试验。柔性囊加载为全部由液压系统控 制三个主应力,通过橡皮囊对试样施加液压,这种加载方式无明显的边界干 扰,能按预定的复杂应力路径进行试验,测量变形,但在不采取特殊预防措 施时,也会产生边界干扰,如果不加专门润滑措施,则难以达到均匀应变, 只有通过逐步矫正作用于平面的法向应力,才能达到平面应变条件。复合加 载在某些方向采用刚性压膜,其它方向上采用柔性压膜,以刚性边界作为压 缩方向,应力控制的柔性边界作为挤伸方向可免除边界干扰,若预定的实验 面与仪器轴成某一固定方向,则可按应力路径或应变路径进行试验,但是预 定的复杂应力路径试验难以进行或根本不可能进行,刚性板和柔性板上法向 应力场和应变场的均匀性难以确定。
    在现有技术中,CN103207114A公布了一种三向刚性加载岩石真三轴仪, 其刚性加载板使用刚柔混合加压片,虽然能够避免加载板之间的相互干扰和 试样变形后受到的侧向干扰,但是刚柔混合加压片上的弹性片和立方体刚性 快之间的对接部位采用强力胶等粘接在一起,若在应力加载过程中,岩石试 样端面应力不均匀,很容易造成粘接处破损;高温下,粘接处易脱落,因此 该装置不能进行高温试验;并且弹性片的承压范围有限,造成整块加载板的 加载应力有限,无法进行高应力条件下的试验;另外,岩石试样六个面的刚 性加载板无法密封试样,四周的刚性加载板也未采用绝缘措施,因此该装置 无法进行渗流实验,并且不能测试试样的电学性能。
    CN101701887A公布了一种多功能三轴岩心夹持器装置,该装置采用橡胶 材质的液压囊加载,液压囊放置在主体上四个相对的凹槽内,凹槽在横截面 上呈“十”字形,液压囊之间通过相邻凹槽之间的倒角隔开,这种液压囊加 工工艺复杂,成本高。设计的柔性加载方式无法保证应变的均匀性,当三向 应力差值较大时,橡胶材质的液压囊会受压变形经过凹槽倒角流向相邻的凹 槽内,应力较大时,倒角容易刺穿液压囊。CN101761333A公布了一种多功能 真三轴应力煤心夹持器,该装置采用复合加载方式,试样外套有胶套,能进 行渗流试验,但是Y轴加压柱塞直接作用在试样外的胶套上,承压能力有限, 不能进行高应力下的试验。Y轴加压柱塞端面未采取任何绝缘措施,故该装 置无法测试试样的电学性能。美国专利US3728895公布了一种三向压缩测试 装置,该装置采用刚性加载,试样放置在金属矩形主体中间的空隙中,六 个金属刚性??椴迦胪ㄏ蛑魈蹇障兜目谥杏胙倚闹苯咏哟?,金属刚性???通过螺杆固定在矩形主体上,承压能力低,只能做低应力下的力学试验,此 外,该装置不能测试三轴压力下试样的渗流性能、电学性能以及声学性能。
    以上所述四类三轴仪均不能在满足三轴应力条件下同时进行高温高压 渗流试验、电学性能测试、力学性能测试和声学性能测试。而且国内的三轴 仪设计中,三轴仪的各向加载装置均伸向三轴仪主体外,这种设计方法增大 了装置尺寸,装置显得笨重并且难以操作。
    发明内容
    本发明所要解决的技术问题是提供一种真三轴岩石参数测试系统,所述 测试系统能在不等三向压力下同时测试高温高压条件下岩石的力学性能、声 学性能、电学性能和渗流性能。
    为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种真三轴岩石参 数测试系统,其特征在于:所述测试系统包括岩石加载机构、加载机构旋转 升降装置以及检测控制系统,所述岩石加载机构连接于所述旋转升降装置 上,用于在不等的三向压力下同时测试高温高压条件下岩层样品的力学性 能、声学性能、电学性能和渗流性能;所述旋转升降装置用于驱动所述岩石 加载机构进行旋转和升降运动;岩石加载机构以及加载机构旋转升降装置内 的电学元件与所述检测控制系统进行连接,所述检测控制系统用于通过所述 岩石加载机构对岩层样品进行作用,采集岩层样品的参数变化,并控制所述 旋转升降装置驱动所述岩石加载机构做旋转和升降运动。
    进一步的技术方案在于:所述岩石加载机构包括压力室,X轴、Y轴、Z 轴加载组件以及岩心胶套,所述X轴、Y轴、Z轴加载组件位于所述压力室 内,所述X轴、Y轴、Z轴加载组件各设有两个,分别位于所述岩层样品的 前、后、左、右、上、下侧,所述X轴加载组件包括X轴前加载组件和X轴 后加载组件,以Y轴为中心对称线进行设置且结构相同,X轴前加载组件和 X轴后加载组件包括X轴加载活塞,X轴加载活塞上设有X轴的压力传感器、 位移传感器以及与压力位移测试线;所述Y轴加载组件包括Y轴左加载组件 和Y轴右加载组件,以X轴为中心对称线进行设置且结构相同,Y轴左加载 组件和Y轴右加载组件包括Y轴加载活塞和活塞底座,所述Y轴加载活塞上 设有Y轴的压力传感器、位移传感器、加压控制线以及压力位移测试线;所 述Z轴加载组件包括Z轴上加载组件和Z轴下加载组件,所述Z轴下加载组 件包括Z轴加载活塞,固定在压力室的底座上,所述Z轴上加载组件包括Z 轴加载活塞和活塞底座,所述Z轴加载活塞上设有Z轴的压力传感器、位移 传感器、加压控制线、压力位移测试线以及渗透率测试线;所述岩心胶套的 中心为矩形空间,用于放置岩层样品,岩心胶套沿岩层样品的六个面分别设 有一开口,开口的形状与X轴、Y轴、Z轴加载活塞的外部形状相适配,加 载活塞伸入到各个面的开口内,将开口堵死;X轴加载活塞以及Y轴加载活 塞的端面通过陶瓷垫片与岩层样品的前、后、左、右侧面相接触,Z轴的加 载活塞上安装有压电陶瓷,压力室内充有液压油,压力室上安装有围压加压 管线,加载机构中所有的管线、测试线以及数据采集线都经过压力室底部的 圆形通孔引到压力室外,与检测控制系统相连。
    进一步的技术方案在于:所述X轴加载活塞、Y轴加载活塞以及Z轴下 加载组件上的Z轴加载活塞靠近岩层样品的部分为长方体,与长方体相连的 部分为圆柱体,长方体与岩层样品接触的端面的对角线长度与圆柱体的直径 相同;Z轴上加载组件上的Z轴加载活塞靠近岩层样品的部分为长方体,中 部为圆柱体,长方体与岩层样品接触的端面的对角线长度与圆柱体的直径相 同,底部为直径比中部圆柱体的直径大的圆柱体。
    进一步的技术方案在于:所述Y轴加载组件上的Y轴的活塞底座与压力 室接触的面为圆弧曲面,与压力室的内壁相适配,圆弧曲面的直径与压力室 釜体内径相同。
    进一步的技术方案在于:所述陶瓷垫片的四周进行倒角处理;
    进一步的技术方案在于:所述陶瓷垫片的外表面贴有弹性膜。
    进一步的技术方案在于:所述压力室包括压力室底座和压力室釜体,所 述压力室底座螺纹连接于所述压力室釜体的底部。
    进一步的技术方案在于:所述压力室釜体的侧壁上设有加热管和降温水 道。
    进一步的技术方案在于:所述旋转升降装置包括支架、升降液压缸、涡 轮减速器和可拆卸机械手,所述升降液压缸、涡轮减速器和可拆卸机械手固 定在所述支架上,所述升降液压缸和涡轮减速器的动力输出端与压力室连 接。
    进一步的技术方案在于:压力室底座的Y轴上安装有两个支撑垫块,用 于支撑Y轴加载活塞。
    采用上述技术方案所产生的有益效果在于:1、所述测试系统能在高温 高压条件下同时对岩石进行三轴应力下的力学性能、电学性能、声学性能和 渗流性能测试;2、釜体上安装有加热管和自来水循环降温水道,可对加热 组件进行加温和降温控制;3、使用岩心胶套,能够密封岩层样品和加载活 塞上的加载活塞杆,隔离岩层样品和压力室内的液压油;4、X、Y、Z轴加载 组件上装有压力传感器和位移传感器,能够测试岩层样品三向应力、应变; 5、X、Y轴加载组件的加载活塞杆端面装有刚玉陶瓷垫片,起到绝缘作用, 使测试系统能够测试岩层样品的电学性能;6、Y轴加载组件的加载活塞缸端 面圆弧形设计提高了压力室釜体的承压能力;7、刚玉陶瓷垫片端面的倒角 处理,能够消除刚性加载方式中存在的加载装置之间的相互干扰;8、试验 过程,刚玉陶瓷垫片端面贴有弹性膜,能防止渗流过程中流体从岩样与刚玉 陶瓷垫片接触处窜流;9、Z轴加载组件装有压电陶瓷片,能够测试岩层样品 的声学性能;10、整个测试系统完全放置在压力室内,釜体底座上钻有通孔, 整个加载组件的测试管线和数据采集管线可通过通孔引到釜体外,减小了装 置的体积;11、加载机构旋转升降装置使压力室以及加载组件的安装更加方 便。
    附图说明
    下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
    图1是本发明的原理框图;
    图2是本发明中X轴、Y轴、Z轴加载组件的爆炸图;
    图3是岩石加载机构沿Y轴方向的剖视结构示意图;
    图4是岩石加载机构的俯视结构示意图;
    图5是岩石加载机构与所述升降旋转装置的结构示意图;
    其中:1、岩石加载机构 2、加载机构旋转升降装置 3、检测控制系统 4、 X轴加载组件 5、Y轴加载组件 6、Z轴加载组件 7、岩心胶套 8、岩层样品 9、活塞底座 10、加载活塞 11、位移传感器 12、加压控制线 13、压力位 移测试线 14、陶瓷垫片 15、渗透率测试线 16、支撑垫块 17、压力室底座 18、压力室釜体 19、密封圈 20、加热管 21、降温水道 22、支架 23、升 降液压缸 24、涡轮减速器 25、可拆卸机械手 26、围压加压管线。
    具体实施方式
    下面结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明的一部分实施例,而 不是全部的实施例?;诒痉⒚髦械氖凳├?,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,都属于本发明?;さ姆段?。
    在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发 明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以 在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体 实施例的限制。
    本发明所述的前、后、左、右、上、下是相对于图2进行说明的。
    如图1所示,本发明公开了一种真三轴岩石参数测试系统,所述测试系 统包括岩石加载机构1、加载机构旋转升降装置2以及检测控制系统3。所 述岩石加载机构1连接于所述旋转升降装置上,用于在不等的三向压力下 同时测试高温高压条件下岩层样品的力学性能、声学性能、电学性能和渗 流性能;所述旋转升降装置用于驱动所述岩石加载机构1进行旋转和升降 运动;岩石加载机构1以及加载机构旋转升降装置2内的电学元件与所述 检测控制系统3进行连接,所述检测控制系统3用于通过所述岩石加载机 构1对岩层样品进行作用,采集岩层样品的参数变化,并控制所述旋转升 降装置驱动所述岩石加载机构1做旋转和升降运动。
    进一步的,如图2-4所示,所述岩石加载机构1包括压力室,X轴、Y 轴、Z轴加载组件4,5,6以及岩心胶套7,所述压力室包括压力室底座17 和压力室釜体18。所述压力室底座17螺纹连接于所述压力室釜体18的底部, 压力室底座17与压力室釜体18之间设有密封圈19,底座中心开有一圆形凹 槽,凹槽尺寸与Z轴下加载组件的加载活塞尺寸相同。Z轴下加载组件的加 载活塞可安装固定在凹槽内,底座中心还开有一圆柱形通孔,整个加载组件 的测试管线和数据采集管线可通过通孔引到压力室外,压力室底座安装有围 压加压管线,以便给压力室加油压。
    进一步的,如图2-4所示,所述X轴、Y轴、Z轴加载组件4,5,6位 于所述压力室内,所述X轴、Y轴、Z轴加载组件4,5,6各设有两个,分 别位于所述岩层样品8的前、后、左、右、上、下侧,所述X轴加载组件4 包括X轴前加载组件和X轴后加载组件,以Y轴为中心对称线进行设置且结 构相同,X轴前加载组件和X轴后加载组件包括X轴加载活塞,X轴加载活 塞上设有X轴的压力传感器、位移传感器11以及与压力位移测试线13;所 述Y轴加载组件5包括Y轴左加载组件和Y轴右加载组件,以X轴为中心对 称线进行设置且结构相同,Y轴左加载组件和Y轴右加载组件包括Y轴加载 活塞和活塞底座9,所述Y轴加载活塞上设有Y轴的压力传感器、位移传感 器11、加压控制线12以及压力位移测试线13;所述Z轴加载组件6包括Z 轴上加载组件和Z轴下加载组件,所述Z轴下加载组件包括Z轴加载活塞, 固定在压力室的底座上,所述Z轴上加载组件包括Z轴加载活塞和活塞底座 9,所述Z轴加载活塞上设有Z轴的压力传感器、位移传感器11、加压控制 线12、压力位移测试线13以及渗透率测试线15。
    X轴向上的应力由压力室釜体内的油压提供,Y轴和Z轴向上的应力需 要单独加载。进一步的,所述X轴加载活塞、Y轴加载活塞以及Z轴下加载 组件上的Z轴加载活塞靠近岩层样品8的部分为长方体,与长方体相连的部 分为圆柱体,长方体与岩层样品8接触的端面的对角线长度与圆柱体的直径 相同;Z轴上加载组件上的Z轴加载活塞靠近岩层样品8的部分为长方体, 中部为圆柱体,长方体与岩层样品8接触的端面的对角线长度与圆柱体的直 径相同,底部为直径比中部圆柱体的直径大的圆柱体。所述Y轴加载组件上 的Y轴的活塞底座9与压力室接触的面为圆弧曲面,与压力室的内壁相适配, 圆弧曲面的直径与压力室釜体18内径相同,以便Y轴的活塞底座在加压过 程中向压力室釜体周向内壁移动后能够更好的接触,增大Y轴的活塞底座端 面与压力室釜体周向内壁的接触面积,减小压力室釜体的承受压力。
    Y轴加载组件上的加压控制线安装在Y轴加载活塞缸侧面。Z轴下加载 组件的加载活塞安装在压力室底座上;Z轴的活塞底座尺寸相对Y轴的活塞 底座尺寸更大,Z轴的活塞底座端面为平整的圆形,Z轴方向应力加载后Z 轴活塞底座与压力室釜体上端内壁接触,更大的尺寸设计减小了压力室釜体 上端内壁的承受压力;Z轴活塞底座的端面中心上的加压控制线经由压力室 釜体上的开口引出也可以从压力室底部引出。
    所述岩心胶套7的中心为矩形空间,用于放置岩层样品8,岩心胶套7 沿岩层样品8的六个面分别设有一开口,开口的形状与X轴、Y轴、Z轴加 载活塞的外部形状相适配,加载活塞伸入到各个面的开口内,也就是说岩心 胶套7的开口内部是矩形,外部是圆柱形,使各个加载柱塞与岩心胶套7密 封连接;X轴加载活塞以及Y轴加载活塞的端面通过陶瓷垫片14与岩层样品 8的前、后、左、右侧面相接触,Z轴的加载活塞10上安装有压电陶瓷。所 述Y轴加载组件5与压力室之间设有支撑垫块16,避免Y轴的加载活塞因重 力太大而产生变形。陶瓷垫片14端面四周进行倒角处理,以解决现有刚性 加载方式中存在的液压加载组件之间的相互干扰。进行试验时,陶瓷垫片14 端面贴有弹性膜,防止渗流测试过程流体从岩层样品与陶瓷垫片接触处窜 流。
    所述检测控制系统3通过所述加压控制线12与所述加载活塞组件的控 制端连接,所述压力传感器和位移传感器11通过所述压力位移测试线13与 检测控制系统3电连接,所述压电陶瓷通过所述渗透率测试线15与所述检 测控制系统3电连接。压力室釜体18上安装有加热管20,给整个岩石加载 机构加温,使测试系统能在高温下进行试验,压力室釜体18上钻有自来水 循环降温水道21,可使岩石加载机构快速降温。
    如图5所示,所述旋转升降装置包括支架22、升降液压缸23、涡轮减 速器24和可拆卸机械手25,所述升降液压缸23、涡轮减速器24和可拆卸 机械手25固定在所述支架22上。所述升降液压缸23和涡轮减速器24的动 力输出端与压力室连接,可拆卸机械手25用于装卸和升降加载机构,所述 支架22的底部上安装有万向轮26,方便随时移动。
    综上,所述测试系统具有如下优点:1、所述测试系统能在高温高压条 件下同时对岩石进行三轴应力下的力学性能、电学性能、声学性能和渗流性 能测试;2、釜体上安装有加热管和自来水循环降温水道,可对加热组件进 行加温和降温控制;3、使用岩心胶套,能够密封岩层样品和加载活塞上的 加载活塞杆,隔离岩层样品和压力室内的液压油;4、X、Y、Z轴加载组件上 装有压力传感器和位移传感器,能够测试岩层样品三向应力、应变;5、X、 Y轴加载组件的加载活塞杆端面装有刚玉陶瓷垫片,起到绝缘作用,使测试 系统能够测试岩层样品的电学性能;6、Y轴加载组件的加载活塞缸端面圆弧 形设计提高了压力室釜体的承压能力;7、刚玉陶瓷垫片端面的倒角处理, 能够消除刚性加载方式中存在的加载装置之间的相互干扰;8、试验过程, 刚玉陶瓷垫片端面贴有弹性膜,能防止渗流过程中流体从岩样与刚玉陶瓷垫 片接触处窜流;9、Z轴加载组件装有压电陶瓷片,能够测试岩层样品的声学 性能;10、整个测试系统完全放置在压力室内,釜体底座上钻有通孔,整个 加载组件的测试管线和数据采集管线可通过通孔引到釜体外,减小了装置的 体积;11、加载机构旋转升降装置使压力室以及加载组件的安装更加方便。

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