本技術(shù)涉及物理力學(xué)測試裝置，特別涉及一種三軸巖石力學(xué)試驗機。

背景技術(shù)：

1、目前三軸巖石力學(xué)試驗機采用的加熱方式為壓力室整體加熱，通過液體介質(zhì)作為加載圍壓和傳遞熱量的介質(zhì)，但是這種方式加熱效率低而且目前沒有耐溫達到650℃以上的液體介質(zhì)，測量樣品變形的傳感器也要浸泡在液體里，測量難度也較大。另外，在高溫高壓條件下，變形傳感器金屬材質(zhì)在高溫下膨脹變形，影響測量準確性。

2、因此，克服上述技術(shù)問題是本技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本實用新型提供了一種三軸巖石力學(xué)試驗機。

2、本實用新型的目的可以通過以下方案實現(xiàn)：

3、本實用新型提供一種三軸巖石力學(xué)試驗機，包括：試驗單元，設(shè)置在壓力室底座上且設(shè)置在軸向增壓器下方；壓力室罩，與所述軸向增壓器同軸設(shè)置且可升降，用于密封所述試驗單元；氣體圍壓系統(tǒng)，用于給處于密封狀態(tài)的所述試驗單元的試樣提供圍壓；

4、所述試驗單元包括：用于填充試樣的套管；加熱爐，與所述套管之間設(shè)置有導(dǎo)熱填充物；籠形冷卻系統(tǒng)，設(shè)置在所述加熱爐外側(cè)，與所述加熱爐之間設(shè)置有第一傳感器、第二傳感器；所述第一傳感器與所述試樣軸向耦合，用于采集所述試樣的軸向應(yīng)變；所述第二傳感器與所述套管徑向耦合，用于采集所述試樣的徑向應(yīng)變。

5、進一步地，所述第一傳感器包括設(shè)置在所述試樣的上壓頭座上的卡盤、設(shè)置在所述試樣的下壓頭座上的四個第一立柱；所述卡盤的外側(cè)面為錐形斜面，所述第一立柱上設(shè)置有第一應(yīng)變片；所述錐形斜面用于撐開所述第一立柱。

6、進一步地，所述第二傳感器包括四個頂桿和四個第二立柱；所述第二立柱設(shè)置在所述下壓頭座上，所述第二立柱上設(shè)置有第二應(yīng)變片；所述頂桿橫向穿過所述加熱爐上的傳感器孔與所述套管的外壁貼合，所述頂桿與所述第二立柱橫向連接。

7、進一步地，四個所述第二立柱在所述加熱爐外側(cè)的周向上呈90°均勻分布。

8、進一步地，所述頂桿為陶瓷頂桿。

9、進一步地，所述加熱爐與所述套管之間間隙為5～10mm。

10、進一步地，所述導(dǎo)熱填充物為氧化鎂粉。

11、進一步地，所述氣體圍壓系統(tǒng)的圍壓介質(zhì)為惰性氣體。

12、進一步地，所述加熱爐內(nèi)部設(shè)置有電阻絲。

13、進一步地，所述套管為鋼管。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請具有以下有益效果：

15、本實用新型實施例通過在加熱爐外設(shè)置籠形冷卻系統(tǒng)，加熱爐內(nèi)為高溫區(qū)，加熱爐外為低溫區(qū)，將第一傳感器和第二傳感器設(shè)置在低溫區(qū)，可提高傳感器測量準確性；采用壓力室罩密封試驗單元，氣體圍壓系統(tǒng)能夠在高溫下實現(xiàn)圍壓；同時使用導(dǎo)熱填充物能夠提高傳熱效率；解決了高溫圍壓和高溫下變形測量的問題。

16、本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種三軸巖石力學(xué)試驗機，其特征在于，包括：試驗單元(100)，設(shè)置在壓力室底座(300)上且設(shè)置在軸向增壓器(200)下方；壓力室罩(400)，與所述軸向增壓器(200)同軸設(shè)置且可升降，用于密封所述試驗單元(100)；氣體圍壓系統(tǒng)，用于給處于密封狀態(tài)的所述試驗單元(100)的試樣提供圍壓；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗機，其特征在于，所述第一傳感器(109)包括設(shè)置在所述試樣(101)的上壓頭座(106)上的卡盤、設(shè)置在所述試樣(101)的下壓頭座(107)上的四個第一立柱；所述卡盤的外側(cè)面為錐形斜面，所述第一立柱上設(shè)置有第一應(yīng)變片；所述錐形斜面用于撐開所述第一立柱。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗機，其特征在于，所述第二傳感器(110)包括四個頂桿和四個第二立柱；所述第二立柱設(shè)置在所述下壓頭座(107)上，所述第二立柱上設(shè)置有第二應(yīng)變片；所述頂桿橫向穿過所述加熱爐(108)上的傳感器孔(1082)與所述套管(102)的外壁貼合，所述頂桿與所述第二立柱橫向連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的試驗機，其特征在于，四個所述第二立柱在所述加熱爐(108)外側(cè)的周向上呈90°均勻分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的試驗機，其特征在于，所述頂桿為陶瓷頂桿。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗機，其特征在于，所述加熱爐(108)與所述套管(102)之間間隙為5～10mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗機，其特征在于，所述導(dǎo)熱填充物(103)為氧化鎂粉。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗機，其特征在于，所述氣體圍壓系統(tǒng)的圍壓介質(zhì)為惰性氣體。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗機，其特征在于，所述加熱爐(108)內(nèi)部設(shè)置有電阻絲(1081)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗機，其特征在于，所述套管(102)為鋼管。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種三軸巖石力學(xué)試驗機，包括：試驗單元，設(shè)置在壓力室底座上且設(shè)置在軸向增壓器下方；壓力室罩，與所述軸向增壓器同軸設(shè)置且可升降，用于密封所述試驗單元；氣體圍壓系統(tǒng)，用于給處于密封狀態(tài)的所述試驗單元的試樣提供圍壓；所述試驗單元包括：用于填充試樣的套管；加熱爐，與所述套管之間設(shè)置有導(dǎo)熱填充物；籠形冷卻系統(tǒng)，設(shè)置在所述加熱爐外側(cè)，與所述加熱爐之間設(shè)置有第一傳感器、第二傳感器；所述第一傳感器與所述試樣軸向耦合，用于采集所述試樣的軸向應(yīng)變；所述第二傳感器與所述套管徑向耦合，用于采集所述試樣的徑向應(yīng)變。能夠在高溫下提供圍壓和實現(xiàn)變形測量。

技術(shù)研發(fā)人員：程威,劉建東,金娟,張瀟文,賈向陽,余子牛,張廣明,李楠,張義
受保護的技術(shù)使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240416
技術(shù)公布日：2025/1/2