[发明专利]一种可燃冰沉积物真三轴试验装置

摘要

本发明属于岩土力学技术领域，涉及一种可燃冰沉积物真三轴试验装置，本发明能在实验室内模拟深海储层中的可燃冰沉积物形成过程，并对可燃冰沉积物进行真三轴压缩试验，进而为准确的预测储层的强度特性预计以及研究其本构关系提供技术保证和支持。真三轴压缩试验可以独立施加三个方向的主应力，可以较好的反映可燃冰沉积物在底层中的真实受力特征，但在加载过程中容易出现加载边界条件问题，本发明通过在前后加压方向采用刚性板和变形板的复合加载板，使得在前后加压时，压力能通过复合加载板均匀加载到试样上，避免了在加载过程中出现三向加载中各加载板的相互干扰，以及在加载膨胀过程中试样变形导致的加载不均匀等问题。

主权项

1.一种可燃冰沉积物真三轴试验装置，其特征在于包括：气水供应‑回收组件(1)，与真三轴加载组件(2)中的试样(0)形成气源循环通道和水源循环通道；真三轴加载组件(2)，对试样(0)提供上下、左右、前后轴方向上的压力加载；温度控制装置(3)，对真三轴加载组件(2)内的温度室(22)提供温度控制；压力控制装置(4)，控制真三轴加载组件(2)内的上下、左右、前后轴方向上的压力加载；信息处理系统，用于数据收集与控制；其中，所述真三轴加载组件包括真三轴加载装置(20)、受力架(21)、温度室(22)、温度室底座(25)、螺栓(24)、真三轴加载装置底座(25)、固定装置(26)、第二压力传感器(62)、第三压力传感器(63)、第四压力传感器(64)、温度传感器(65)、第一位移传感器(66)、第二位移传感器(67)、第三位移传感器(68)、第四位移传感器(69)、第五位移传感器(70)、第六位移传感器(71)、超声波发射探头(73)、超声波接收探头(74)；所述温度室(22)置于受力架(21)的内部，所述温度室(22)底部设置有温度室底座(23)并通过螺栓(24)与受力架(21)连接固定，所述真三轴加载装置(20)置于温度室(22)内，所述真三轴加载装置(20)的底部设有真三轴加载装置底座(25)并通过固定装置(26)与温度室底座(23)固定，所述温度室(22)顶部开设有连接口(28)，所述连接口(28)通过管路与温度控制装置(3)相连；所述真三轴加载装置(20)包括轴向支撑杆(27)、连接口(28)、支撑固定装置(29)、轴向加载液压缸(31)、上下轴向加载板(32)、侧向加载液压缸(33)、左右侧向加载板(34)、前后侧向加载板(35)、变形板(36)；所述轴向加载液压缸(31)包括上加载液压缸和下加载液压缸，所述上加载液压缸顶部固定连接有轴向支撑杆(27)，所述轴向支撑杆(27)穿过温度室(22)与上方的受力架(21)固定连接，所述下加载液压缸底部与真三轴加载装置底座(25)固定，所述上下轴向加载板(32)包括上加载板和下加载板，所述上加载板与上加载液压缸底部固定，所述下加载板与下加载液压缸顶部固定，所述上加载板和下加载板分别开设有气水供应‑回收组件(1)与试样(0)之间连通的通道；所述侧向加载液压缸(33)包括左侧加载液压缸、右侧加载液压缸、前侧加载液压缸，后侧加载液压缸，所述左侧加载液压缸、右侧加载液压缸、前侧加载液压缸，后侧加载液压缸的外侧面均通过支撑固定装置(29)与温度室(22)的内侧壁固定连接，所述左右侧向加载板(34)包括左侧加载板和右侧加载板，所述左侧加载液压缸的右端与左侧加载板固定，所述右侧加载液压缸的左端与右侧加载板固定，所述前后侧向加载板(35)包括前侧加载板和后侧加载板，所述前侧加载液压缸的后端与前侧加载板固定，所述后侧加载液压缸的前端与后侧加载板固定，所述前侧加载板的内侧面和后侧加载板的内侧面均设置有变形板(36)，所述上下轴向加载板(32)、左右侧向加载板(34)和前后侧向加载板(35)围绕成方形试样容纳空间，所述压力控制装置(4)通过管路与轴向加载液压缸(31)、侧向加载液压缸(33)相连接，控制压力加载；所述第二压力传感器(62)与上下轴向加载板(32)的上加载板相连，用于测量上下轴向压力，所述第三压力传感器(63)与左右侧向加载板(34)的右侧加载板相连，用于监测左右轴方向压力，所述第四压力传感器(64)与前后侧向加载板(35)的前侧加载板相连，用于监测前后轴方向压力；所述温度传感器(65)与温度室(22)相连，用于监测温度室(22)的温度变化；所述超声波发射探头(73)置于左侧加载板中间，超声波接收探头(74)置于右侧加载板中间，两者位于同一平面内；所述第一位移传感器(66)、第二位移传感器(67)分别与上下轴向加载板(32)的上加载板和下加载板相连并对齐，位于同一平面上，用于测量σ1方向位移，所述第三位移传感器(68)、第四位移传感器(69)分别与左右侧向加载板(34)的左侧加载板和右侧加载板连接，位于同一平面上，用于测量σ2方向位移，所述第五位移传感器(70)、第六位移传感器(71)分别与前后侧向加载板(35)的前侧加载板和后侧加载板连接，位于同一平面上用于测量σ3方向位移；所述信息处理系统包括信息处理器(51)和电脑(5)，所述第二压力传感器(62)、第三压力传感器(63)、第四压力传感器(64)、温度传感器(65)、第一位移传感器(66)、第二位移传感器(67)、第三位移传感器(68)、第四位移传感器(69)、第五位移传感器(70)、第六位移传感器(71)、超声波发射探头(73)、超声波接收探头(74)均通过线路与信息处理器(51)相连，信息处理器(51)与电脑(5)相连，用于数据收集与控制。