[发明专利]固流耦合相似模拟试验装置

权利要求书

1.一种固流耦合相似模拟试验装置，包括底座和竖向压力加载装置，所述竖向压力加载装置固定在所述底座上，其特征在于，还包括：微观裂纹获取装置和裂纹图像获取装置，所述竖向压力加载装置与所述底座之间置有待施压的试件，所述微观裂纹获取装置和裂纹图像获取装置分别置于所述试件的相对侧，所述试件内预先布置有水力压裂注射管，所述水力压裂注射管与外部的水力压裂加载装置相连；

其中，所述微观裂纹获取装置用于获取所述试件在分段水力压裂试验中的微观裂纹图像，所述裂纹图像获取装置用于获取所述试件在分段水力压裂试验中的宏观裂纹图像。

2.根据权利要求1所述的固流耦合相似模拟试验装置，其特征在于，还包括图像数据处理装置，所述微观裂纹获取装置与裂纹图像获取装置均与所述图像数据处理装置电连接，所述图像数据处理装置用于根据所述微观裂纹图像和所述宏观裂纹图像生成所述试件的裂纹演化数据。

3.根据权利要求1或2所述的固流耦合相似模拟试验装置，其特征在于，所述竖向压力加载装置包括：反力梁、液压加载组件以及加载梁，所述反力梁包括两根竖直设置的支撑柱和水平连接两根所述支撑柱顶部的横梁，所述支撑柱固定在所述底座上，所述液压加载组件固定在所述横梁上，所述加载梁与所述横梁平行且位于所述横梁下方，所述加载梁与所述液压加载组件的输出端相连，所述试件置于所述加载梁的下方。

4.根据权利要求3所述的固流耦合相似模拟试验装置，其特征在于，所述反力梁的长度方向的两侧均设置有树脂玻璃板，所述树脂玻璃板固定在所述底座上，所述树脂玻璃板、支撑柱以及底座密封连接并形成模拟试验舱，所述试件置于所述模拟试验舱内，所述加载梁的宽度小于所述支撑柱的宽度；

所述支撑柱上穿设有进水管，所述进水管位于所述模拟试验舱内部的一端与所述水力压裂注射管相连，所述进水管位于所述模拟试验舱外部的一端与所述水力压裂加载装置连接。

5.根据权利要求4所述的固流耦合相似模拟试验装置，其特征在于，所述模拟试验舱的底部设置有格栅支撑座，所述格栅支撑座上设置有滤网层，所述支撑柱的下部穿设有排水管，所述排水管的一端位于所述格栅支撑座处，所述模拟试验舱的外部设置有集水装置，所述排水管的另一端与所述集水装置相连。

6.根据权利要求3所述的固流耦合相似模拟试验装置，其特征在于，所述液压加载组件包括：液压缸、液压缸驱动装置和千斤顶，所述液压缸固定在所述横梁上，所述千斤顶的一端与所述液压缸相连，所述千斤顶的另一端与所述加载梁的上端相连。

7.根据权利要求4所述的固流耦合相似模拟试验装置，其特征在于，所述微观裂纹获取装置为数码体视显微镜，所述数码体视显微镜固定在所述底座上且位于所述树脂玻璃板的外侧。

8.根据权利要求7所述的固流耦合相似模拟试验装置，其特征在于，所述裂纹图像获取装置为数码相机，所述数码相机的底部安装有三角支撑架。

9.根据权利要求6所述的固流耦合相似模拟试验装置，其特征在于，所述液压缸为多个，多个所述液压缸沿着所述横梁的长度方向等间距设置。

10.根据权利要求4所述的固流耦合相似模拟试验装置，其特征在于，所述水力压裂注射管包括：依次密封连接的注水管、第一水力喷管、导流控制管以及第二水力喷管，所述注水管上设有注水口，所述注水口与所述进水管相连，所述导流控制管内设置有导流球，所述导流球选择性地密封所述导流控制管内靠近所述第一水力喷管的一端。