[实用新型]大尺寸岩石三轴力学性质测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及大尺寸岩石三轴力学性质测试装置，能够较好地模拟岩石及人造试件的裂缝扩展，且在有限实验试件尺寸条件下进一步增加了裂缝扩展形态的范围。 

背景技术

水力压裂技术我国开发低渗油气田的有效措施，其中水力裂缝的几何形态是影响压裂作业效果的主要因素之一。合理的压裂作业可以使裂缝在储层中延伸，而不至于穿透水层和低压渗透层。现阶段，由于对水力裂缝扩展规律的影响因素和扩展机制的认识不足，从而没能有效的控制裂缝的几何形态，导致了现场压裂作业效果不明显，因此需要进一步加强对水力压裂机理的研究。目前，由于很难直接观察到水力压裂所产生的实际裂缝形态，人们大多采用过于简化的二维或三维模型模拟水力压裂过程，以此指导现场的压裂作业，但是得到的结果与实际相差很大。因此，通过模拟地层条件下的室内水力压裂实验是认识裂缝扩展机制的重要手段，可以直接检测模拟水力压裂的物理过程，并可直接观察裂缝形态，以此建立的数值模型更具有实际意义。在实际的实验中，由于受到试件尺寸的约束，从而造成了可观察裂缝形态范围较小。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于观察岩石及人造试件裂缝扩展形态的实验装置，增大了可观察的裂缝扩展形态范围。 

为此，本实用新型提供了一种大尺寸岩石三轴力学性质测试装置，其特征包括送进系统和围压系统。送进系统包括千斤顶和压力室底座。千斤 顶由封盖、封盖压帽、端盖、泵筒和活塞组成，活塞两端形成压力腔，腔体两端由封盖和端盖密封；压力室底座包括挡板和扁千斤，压力室底座和千斤顶之间由轴向传力杆连接。围压系统包括围压筒、围压筒端盖和扁千斤，围压筒横向放置，围压筒的内壁上端、两侧和端盖上均固定一个扁千斤，扁千斤和压力室底座之间形成了长方体形的压力室，用于放置呈长方体形或立方体形的实验试件。 

所述大尺寸岩石三轴力学性质测试装置水平放置。 

所述千斤顶两端由封盖和端盖密封，封盖外有封盖压帽固定，封盖压帽与泵筒之间通过螺纹连接，端盖与泵筒之间通过螺栓连接，液压油可由封盖和端盖上的注油孔注入压力腔内，液压油推动活塞做往复运动。 

所述封盖和端盖与泵筒之间通过密封件密封。 

所述轴向传力杆与压力室底座之间通过螺纹连接，轴向传力杆上有密封注液管，轴向传力杆与端盖之间有卡环。 

所述密封注液管，一端为注液孔，一端为井筒接口。 

所述压力室底座由挡板和底座扁千斤组成，底座扁千斤和挡板为一体化设计。 

所述底座扁千斤包括压力板、扁千斤底板和无孔注油塞，压力板和扁千斤底板之间采用密封件密封并形成压力腔，扁千斤底板上有两个注油孔，一个注油孔与压力板和扁千斤底板之间形成的压力腔相连，一个注油孔与注油塞和扁千斤底板之间形成的压力腔相连。 

所述扁千斤包括压力板、扁千斤底板和注油塞。 

所述注油塞上均有两个注油孔，一个注油孔与压力板和扁千斤底板之间形成的压力腔相连，一个注油孔与注油塞和扁千斤底板形成的压力腔相 连，注油塞顶端与压力板之间通过螺纹连接。 

所述扁千斤通过用螺栓固定在围压筒内壁上。 

所述扁千斤除了压力室底座上的底座扁千斤可以移动外，其余四个扁千斤均被固定，其中有三个固定在围压筒内壁上，一个固定在围压筒封盖上。 

所述围压筒一端为开口端，一端为压力室端盖，围压筒上侧面中间位置有三个连续间隔90°的圆孔，圆孔直径与注油塞最大直径相同。 

所述围压筒端盖由螺栓固定在围压筒上，围压筒端盖设有圆形阶梯孔，孔内有注油塞，注油塞与压力板之间使用螺纹连接，围压筒封盖与压力板之间采用密封件密封。 

所述千斤顶和围压筒之间由四个支架螺栓连接。 

本实用新型的特点和优点是： 

本实用新型结构简单，操作简单，采用了送进系统控制压力室底座的往复运动，使实验试件的装卸更为方便；由于扁千斤被固定在围压筒内壁和围压筒端盖上，并且注油塞与压力板之间采用螺纹连接，实现了注油塞和压力板的同步运动，因此实验时不必再拆卸扁千斤；注油塞上设有两个注油孔，使得液压稳压源中的液压油可以循环利用，避免了实验人员直接接触液压油，使工作环境更为干净；本实用新型可对岩石及人造试件进行真三轴模拟岩石压裂裂缝扩展实验，整套设备操作方便，且在有限试件尺寸条件下增大了裂缝扩展形态范围。 

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，