[发明专利]一种模拟缝网改造地层套管变形的实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种模拟缝网改造地层套管变形的实验装置，其特征在于：这种模拟缝网改造地层套管变形的实验装置包括外力加载系统（1）、套管（2）、水泥块（3）和检测系统，外力加载系统（1）包括箱体（11）、加载油缸组件（12）、封板（13）、液压系统，箱体（11）顶面设置矩形安装孔、箱体（11）左侧面设置矩形安装孔、箱体（11）右侧面设置矩形安装孔、箱体（11）前端面设置矩形安装孔，箱体（11）后端面设置实验试件的安装通道；加载油缸组件（12）包括加载油缸（121）和加载板（122），加载板（122）焊接在活塞杆的端部；水泥块（3）由水泥浆料浇筑而成，并且在水泥块中提前预置缝网结构，模拟缝网改造地层，水泥块中心开有通孔（31），套管（2）插入通孔（31）中，水泥块置于箱体（11）中，箱体（11）顶面矩形安装孔中安装多个加载油缸组件（12），对套管（2）施加垂直载荷，箱体（11）左侧面矩形安装孔中共安装多个加载油缸组件（12），对套管（2）施加水平载荷，箱体（11）前端面矩形安装孔中安装一个加载油缸组件（12），对套管（2）施加沿套管轴向载荷，箱体后端面固定封板（13）；

检测系统包括应力应变片（4）、信号转换器，计算机，应力应变片（4）均匀贴置在套管外壁，通过信号转换器把套管的应力应变信号在计算机上显示并实时监测。

2.根据权利要求1所述的模拟缝网改造地层套管变形的实验装置，其特征在于：所述的加载油缸设置矩形连接法兰（1211），矩形连接法兰（1211）与箱体（11）螺栓连接；封板（13）内侧设有凸台（132），凸台（132）与水泥块（3）紧密贴合，封板中心开有小孔（131），小孔（131）是检测系统信号线的连接通道；套管为薄壁无缝钢管。

3.根据权利要求2所述的模拟缝网改造地层套管变形的实验装置，其特征在于：所述的箱体上侧面设置的矩形安装孔（111）中共安装3个加载油缸组件（12），3个加载油缸组件（12）单独动作或同步动作，模拟垂直载荷沿套管轴向非均匀分布和均匀分布；在箱体左侧面设置的矩形安装孔（112）、箱体右侧面设置的矩形安装孔（113）中分别安装3个加载油缸组件（12），每侧3个加载油缸组件（12）单独动作或同步动作，模拟水平载荷沿套管轴向非均匀分布和均匀分布。

4.根据权利要求3所述的模拟缝网改造地层套管变形的实验装置，其特征在于：所述的箱体左侧面3个加载油缸组件（12）和右两侧面3个加载油缸组件（12）对称安装，通过控制所述加载油缸的动作，实现模拟套管在地层中挤毁、剪切和屈曲变形。

5.根据权利要求3所述的模拟缝网改造地层套管变形的实验装置，其特征在于：所述的加载油缸（121）全部同步动作，模拟套管在地层中受均布载荷。

6.根据权利要求3所述的模拟缝网改造地层套管变形的实验装置，其特征在于：所述的加载油缸（121）单独动作，模拟套管在地层中受非均布载荷。