[发明专利]多周期交变应力盖层模拟实验装置

权利要求书

1.一种多周期交变应力盖层模拟实验装置，由气瓶（1）、空气压缩机（2）、气体增压泵（3）、数据采集系统（5）、液体注入泵（6）、调压阀（7）、气体贮罐(8)、应变检测仪（11）、岩心夹持器（12）、恒温箱、环压跟踪泵（13）、压力加载设备（14）、气泡检测仪（15）、锥形瓶（16）、电子天平（17）以及真空泵（18）通过管路连接后组成；其中，数据采集系统（5）为内置有计算机程序的计算机数据采集系统，数据采集系统（5）用于对模拟实验装置中的压力、温度、应变量、突破时间及突破压力数据进行采集；

所述气瓶（1）的气体出口与气体增压泵（3）的气体入口之间通过管路连接；所述气体增压泵（3）的控制气源入口与空气压缩机（2）的出口之间通过软管连接，此外，所述气体增压泵（3）出口与气体贮罐（8）入口之间的连接管路上安装有上压力表（4）；所述气体贮罐（8）上安装有安全阀（9）、压力传感器（10），气体贮罐（8）出口的管路上安装有调压阀（7）；液体注入泵（6）的出口与气体贮罐（8）出口的管路通过一个三通管并联在管路上，并联后的三通出口连接至岩心夹持器（12）的入口管线上，此外，在岩心夹持器（12）的入口管线上还安装有入口检测压力传感器以及安全阀；压力加载设备（14）通过岩心夹持器（12）上的轴向压力入口端给岩心夹持器施加轴压以模拟地层压力；岩心夹持器（12）位于所述恒温箱内，以提供模拟的地层温度；

在岩心夹持器（12）内岩心的四周固定应变片，所述应变片的信号输出端经由信号电缆穿出岩心夹持器（12）的密封端以及恒温箱后连接至采用多通道形式的应变检测仪（11）的检测信号输入端；

岩心夹持器（12）由玻璃管小堵头（19）、上堵头（20）、具有玻璃管（23）的对射式光纤传感器（24）、上压帽（25）、锥度套（26）、透气板（27）、胶皮套（28）、筒体（29）、下堵头（32）、中间压帽（33）、支撑环（34）、支架（35）、下压帽（36）、活塞（37）以及小压帽（38）连接后构成；对射式光纤传感器（24）的两端穿出上压帽（25），在玻璃管（23）与玻璃管小堵头（19）之间固定有四氟垫（21），在玻璃管（23）外套有玻璃管护套（22），玻璃管（23）位于岩心夹持器（12）内透气板（27）的上方；气泡检测仪（15）内有可与对射式光纤传感器（24）相配合的光纤接收器，以接收对射式光纤传感器（24）输出的信号；

胶皮套（28）的外壁与筒体（29）的内壁之间形成一个环形腔体，筒体（29）上开有环压加载口（30），所述环形腔体与环压加载口（30）相连通，环压跟踪泵（13）的输出端连接至环压加载口（30），以实现对岩心夹持器内部的岩心施加环压，并实时压力跟踪；

岩心夹持器（12）的出口端用管线连接到锥形瓶（16），锥形瓶（16）用于盛放被驱替出的饱和介质；

电子天平（17）位于锥形瓶（16）的下方用于计量所述饱和介质的重量；

真空泵（18）并联于岩心夹持器（12）的出口端，用于给管路中抽真空，以及用于岩心夹持器内盖层模型的抽空饱和；

数据采集系统（5）的若干个数据采集端分别连接至压力传感器（10）的信号输出端、所述入口检测压力传感器的信号输出端、所述恒温箱的温度数据输出端、压力加载设备（14）的压力数据输出端、应变检测仪（11）的检测数据输出端、电子天平（17）以及气泡检测仪（15）的检测数据输出端，以实现对本模拟实验装置中的压力、温度、应变量、突破时间及突破压力数据的采集。