[发明专利]一种高温岩石裂缝扩展阻力测量方法及装置

权利要求书

1.一种高温岩石裂缝扩展阻力测量方法，其特征在于，包括：

将所述岩石样本加热至测试温度；所述岩石样本上割制有预置裂缝；

在所述岩石样本内部施加压力以扩展所述预置裂缝，并检测岩石样本内部的压力数据；

在检测到所述预置裂缝延伸至岩石样本的边界的情况下，测量所述预置裂缝的裂缝长度；

根据所述压力数据和裂缝长度计算对应于所述测试温度的岩石裂缝扩展阻力。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩石样本表面设置有硅胶加热板；所述将所述岩石样本加热至测试温度，包括：

利用所述硅胶加热板将所述岩石样本加热至测试温度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述岩石样本上设置有温度传感器；所述硅胶加热板和所述温度传感器连接有温度控制系统；

所述温度控制系统用于根据温度传感器测量得到的岩石样本的温度，控制所述硅胶加热板的对岩石样本加热以使所述岩石样本维持在所述测试温度。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述岩石样本两个相对的表面上分别设置有硅胶加热板；所述硅胶加热板之间通过弹簧连接以使所述硅胶加热板与岩石样本的表面贴合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩石样本一侧切割有凹槽；所述凹槽内设置有压力施加装置；所述压力施加装置用于在注入液压油的情况下扩张以在所述岩石样本内部施加压力。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压力施加装置包括第一压力板、第二压力板，所述第一压力板连接有活塞缸，所述活塞缸另一侧设置有隔离活塞，所述隔离活塞另一侧设置有推杆，所述推杆通过铰接球与所述第二压力板连接；

所述活塞缸上设置有注液口；所述活塞缸内通过所述注液口注入液压油后，推动所述隔离活塞向活塞缸外移动，进而扩张第一压力板和第二压力板之间的距离。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压力施加装置上设置有压力传感器；所述检测岩石样本内部的压力数据，包括：

通过压力传感器获取所述压力施加装置受到岩石样本的压力作为压力数据。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述检测到所述预置裂缝延伸至岩石样本的边界，包括：

在通过压力传感器检测到所述压力施加装置所受压力降低至低压力阈值的情况下，判断所述预置裂缝已经延伸至岩石样本的边界。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述岩石样本内部施加压力以扩展所述预置裂缝，包括：

向所述压力施加装置内以恒定的注液速率注入液压油；

相应的，所述根据所述压力数据和裂缝长度计算对应于所述测试温度的岩石裂缝扩展阻力，包括：

基于所述注液速率和压力数据计算外力做功量；

根据所述外力做工量、岩石样本厚度和裂缝长度计算岩石裂缝扩展阻力。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于所述注液速率和压力数据计算外力做功量，包括：

利用公式计算外力做工量，式中，W为外力做工量，Q为注液速率，t₁为注液总时长，P为压力数据；

所述根据所述外力做工量、岩石样本厚度和裂缝长度计算岩石裂缝扩展阻力，包括：

利用公式计算岩石裂缝扩展阻力，式中，R为岩石裂缝扩展阻力，B为岩石样本厚度，l为裂缝长度。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量所述预置裂缝的裂缝长度，包括：

采用曲线拉直法测量所述预置裂缝的裂缝长度。

12.一种高温岩石裂缝扩展阻力测量装置，其特征在于，包括：

岩石样本加热模块，用于将所述岩石样本加热至测试温度；所述岩石样本上割制有预置裂缝；

压力施加模块，用于在所述岩石样本内部施加压力以扩展所述预置裂缝，并检测岩石样本内部的压力数据；

裂缝长度测量模块，用于在检测到所述预置裂缝延伸至岩石样本的边界的情况下，测量所述预置裂缝的裂缝长度；

岩石裂缝扩展阻力计算模块，用于根据所述压力数据和裂缝长度计算对应于所述测试温度的岩石裂缝扩展阻力。