[发明专利]基于类岩石树脂试件的水压致裂注水加载装置及试验方法

权利要求书

1.一种基于类岩石树脂试件的水压致裂注水加载装置，其特征是，包括注水机构和加载机构，所述注水机构包括电动加压执行设备、数字控制系统和水压传导设备，电动加压执行设备包括支座，支座上分别设有固定安装的储水管和能在支座上前后移动的动力机构，动力机构通过动力传动机构与设置于储水管中且能沿储水管轴向移动的密闭活塞相连，储水管内腔与进出水装置连通，储水管一端与水压传导设备连通，水压传导设备的垫块与试件模型相配合，且通过加载机构将垫块与试件模型压紧；数字控制系统分别与动力机构以及设置于储水管中监测水压压力变化的压力传感器相连。

2.如权利要求1所述的基于类岩石树脂试件的水压致裂注水加载装置，其特征是，所述储水管为密闭筒体，其一端开有供动力传动机构通过且与其相配合的螺纹孔，另一端开有与水压传导设备连通的开口，密闭筒体一端的侧面上开有与进出水装置连通的通孔。

3.如权利要求2所述的基于类岩石树脂试件的水压致裂注水加载装置，其特征是，所述动力机构包括电动机，电动机下部卡设于轨道上，轨道固定于支座上；

所述动力传动机构包括螺栓杆，螺栓杆一端与动力机构的动力输出轴相连，另一端与穿过储水管一端的螺纹孔与密闭活塞相连；

所述进出水装置包括与储水管上的通孔相连通的管道，管道上设有第一阀门，管道上端设有与其相通的储水罐。

4.如权利要求2所述的基于类岩石树脂试件的水压致裂注水加载装置，其特征是，所述水压传导设备包括与储水管上的开口相通的导水管，导水管上设有第二阀门，导水管另一端与垫块相连。

5.如权利要求4所述的基于类岩石树脂试件的水压致裂注水加载装置，其特征是，所述垫块上设有与导水管相通的且与试件模型的注水导管相匹配的出水口，且出水口凹入垫块表面形成圆形凹槽并在凹槽边缘加设橡胶垫圈。

6.如权利要求1所述的基于类岩石树脂试件的水压致裂注水加载装置，其特征是，所述加载机构包括高压加载系统和反力装置系统，高压加载系统包括千斤顶和加载板，千斤顶的一端与加载板连接，另一端与反力装置系统连接，与千斤顶相连的六块加载板分别紧贴在试件模型的前、后、左、右、上、下六个侧面上；千斤顶的进出油口分别通过油管与手摇泵相连，并形成回油管路；反力装置系统包括模型反力装置、法兰盘和反力传递板，模型反力装置由盒式铸钢构件和角钢构件通过高强连接螺栓连接组成；反力传递板一侧面紧靠模型反力装置的内壁，法兰盘通过内六角螺栓固定在反力传递板的另一相对侧面上，高压加载系统的千斤顶通过内六角螺栓固定在法兰盘上。

7.如权利要求6所述的基于类岩石树脂试件的水压致裂注水加载装置，其特征是，所述千斤顶共有三对，分别为加载于试件模型上下表面的第一对千斤顶、加载于试件模型左右表面的第二对千斤顶和加载于试件模型上下表面的第三对千斤顶，每一对千斤顶均并联通过油管与相对应的手摇泵连通；

第一对千斤顶的进、出油口通过两个并联的第一油管和第二油管与第一手摇泵连通，所述第一油管和第二管油管上分别对应设置阀门A和阀门B；

第二对千斤顶的进、出油口通过两个并联的第三油管和第四油管与第二手摇泵连通，第三油管和第四油管上分别对应设置阀门和阀门且阀门与千斤顶之间的第四油管上分别连通有蓄能器和泄压管，蓄能器与第四油管相连的油管上设有阀门C，泄压管上设有泄压阀

第三对千斤顶的进、出油口通过两个并联的第五油管和第六油管与第三手摇泵连通，所述第五油管和第六管油管上分别对应设置阀门E和阀门F。

8.如权利要求1所述的基于类岩石树脂试件的水压致裂注水加载装置，其特征是，所述数字控制系统包括分压控制部分与可视化人机交互界面，两个部分通过线路连接；

所述分压控制部分由压力监测单元、中央控制单元和压力输出单元组成，压力监测单元和压力输出单元分别与中央控制单元连接，压力监测单元将压力值转化为电信号通过线路反馈给中央控制单元，中央控制单元将这些压力值转化为数字信号后在可视化人机交互界面部分上显示和存储；中央控制单元将下达系统加载的各种指令，中央控制单元将在可视化人机交互界面上输入的压力值转化为电信号后输入到压力输出单元；压力输出单元通过继电器控制电动加压设备执行对电机的启动与停止以此来实现对加压执行系统的控制。