[实用新型]一种用于高温高压三轴及水力压裂试验的岩心试验装置

说明书

本实用新型涉及一种用于高温高压三轴及水力压裂的岩心试验装置，由顶部锥形螺纹堵头、拆卸辅助孔、O型密封圈、活动式螺栓圈、筒体、顶部垫块、加热电阻丝、腔体、岩样、高弹橡胶套筒、底部垫块、斯特封、轴向柱塞、轴向螺纹导轨、导油孔、中心导水孔、冷凝管、隔热保护层、换热冷却室、伺服液压机、螺栓、约束槽、高压四通阀、水压泵、围压泵、升降控制器、油箱、计算机系统和高压球阀构成。该试验装置结构简单，拆卸方便，密封性能良好，可快速更换岩心，可根据科研、生产要求在各种温度、压力条件下进行不同的岩心力学性质测试，包括用于岩心三轴试验和水力压裂试验，工作高效可靠。

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，具体涉及一种用于高温高压三轴及水力压裂的岩心试验装置。

背景技术

干热岩作为一种新兴的能源，具有储量大、分布范围广、清洁无污染等优点，已经广泛的引起了科研人员的关注。但是，因为干热岩埋深大，储层渗透率低，地应力高，使得干热岩的热能交换变得复杂。因此，往往需要进行储层刺激，即通过钻孔向深部干热岩岩体注入高压流体，使裂隙发生剪切破坏或张拉破坏，以此形成张开度更大、裂缝半径更长、渗透率更高的人工改造储层，提高深部干热岩热能开采效率。然而，若想进一步阐明深部岩体的水力压裂机制和三轴应力状态下的破坏机制，必须进行室内模拟高温高压水力压裂及三轴岩心试验，从而获得岩心各项物理性质参数，以此反映深部地下岩体的相关特性。由此，相应的试验装置相继被研发出来用于开展模拟试验。

目前，对于模拟岩心在高温高压条件下的水力压裂和三轴试验，关键技术在于试验装置的密封性和便捷性。试验装置的密封性关系到模拟高压条件的准确度，密封性良好的试验装置不仅能满足深部地下岩体的压力条件，而且能提高试验的完成效率；由于试验条件的高温高压要求，试验装置的便捷性在很大程度上受到限制，既要考虑耐高温，又要考虑耐高压，使得大部分相关试验仪器拆卸过程复杂，高温油冷却时间长，试验周期缓慢。为此，有必要设计一种高效、快捷的高温高压岩心试验装置来完成相关测试工作。

发明内容

本实用新型目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于高温高压三轴及水力压裂的岩心试验装置，可实现岩心试验样品快速更换，高温油体快速冷却，缩短岩心试验周期，提高工作效率，根据需求完成高温高压条件下岩心三轴和水力压裂试验测试。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于高温高压三轴及水力压裂的岩心试验装置，由顶部锥形螺纹堵头、拆卸辅助孔、 O型密封圈、活动式螺栓圈、筒体、顶部垫块、加热电阻丝、腔体、岩样、高弹橡胶套筒、底部垫块、斯特封、轴向柱塞、轴向螺纹导轨、导油孔、导水孔、冷凝管、隔热保护层、换热冷却室、伺服液压机、螺栓、约束槽、高压四通阀、水压泵、围压泵、升降控制器、油箱、计算机和高压球阀构成。

所述螺纹堵头、筒体以及轴向柱塞围成腔体，腔体内充满二甲基硅油。螺纹堵头通过锥形螺纹与筒体连接，具体为螺纹堵头四周浇筑四个约束槽，活动式螺栓圈通过过盈配合嵌套在筒体上，并通过与其相连的四个螺栓配合束槽约束螺纹堵头。拆卸辅助孔浇筑在螺纹堵头上。螺纹堵头封堵在腔体上部，其中心设有与高压球阀相连的导水孔，用以提供水压通道和导出水流。边缘开设导油孔，其上还浇筑有拆卸辅助孔；高压球阀分别与水压泵和油箱相连，油箱还与冷凝管和连接围压泵的高压四通阀相连。所述冷凝管为盘管，直径在之间，呈环形串联在换热冷却室内，通过管线与筒体连接，让筒体中油液进入到冷凝管中进行冷却。

所述筒体顶部平台面上设有两个O型橡胶圈，下部开口内环壁面设有双排配合轴向柱塞封堵腔体下部的斯特封，筒体内设有加热电阻丝，其按多排梅花桩式排布在筒体内，加热电阻丝与温度传感器相连。筒体分别与螺纹轴向导轨、冷凝管、水压泵和围压泵相连。围压泵、水压泵分别与压力传感器相连。所述筒体由大刚度刚材制成，其下端口设有四个外凸块体，块体中心设有螺纹孔，筒体通过螺纹孔连接在轴向螺纹导轨上，筒体通过轴向螺纹导轨控制上升下降。轴向螺纹导轨顶端设有凸块，且有四条大刚度导轨柱，其中对角两条为螺纹柱，另外对角线的两条为约束柱。