本发明专利技术公开了一种高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统，该系统包括高地应力与高渗透压条件下的岩石破坏模式试验测试装置与测试技术，测试装置包括实验试样安装系统、高地应力施加系统、高渗透压施加系统、实验控制系统、测量与数据采集系统等主要设备的有机组合，可测试高地应力与高渗透压条件下的岩石破坏方式以及岩石破坏演变规律。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统，该系统包括高地应力与高渗透压条件下的岩石破坏模式试验测试装置与测试技术，测试装置包括实验试样安装系统、高地应力施加系统、高渗透压施加系统、实验控制系统、测量与数据采集系统等主要设备的有机组合，可测试高地应力与高渗透压条件下的岩石破坏方式以及岩石破坏演变规律。【专利说明】一种高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统
本专利技术属于岩石破坏实验设备领域，尤其涉及一种高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统。
技术介绍
岩石破坏模式是指岩石在一定条件下的破坏方式以及岩石破坏演变规律，常规设备不能满足高地应力与高渗透压条件下的岩石破坏测试要求。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统，旨在解决常规设备不能满足高地应力与高渗透压条件下的岩石破坏测试要求的问题。 本专利技术实施例是这样实现的，一种高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统包括高地应力与高渗透压条件下的液压控制系统、压力室体及承力框架系统、体变测试系统、油水转换系统及动力系统、计算机控制系统。 进一步，压力室体及承力框架系统由承力框架、压力缸、围压室体构成，压力缸上部有渗透出水管、围压室体注水时的排气孔，判断围压室体围压水注满与否标志，压力缸下部有围压注水与排水管道、渗透进水管道，试样安装系统包括钢制顶头，上部有两条凹槽，用于放置密封圈，顶头中部有过水通道，用于渗透水流出，顶头下部有凹槽，用于放置密封圈，防止渗透水沿岩样周围流出，岩样两端依次放土工布、透水钢板；透水钢板上面均匀设置微细透水孔，渗透水压均匀分布到岩样端面；岩样外面由热缩管包裹，传力柱系统，上端有凹槽放置密封圈，传力柱系统顶部有环状水槽，传力柱系统下面是移动小车，可载压力室体移动，通过千斤顶将压力室体和小车一起顶到适当位置。 进一步，在压力室体上部与承力框架柱之间，安装有轴压传感器，将岩样所受轴向载荷准确反应出来，在压力室体和承力框架柱之间，装有轴向位移光栅，在进行加卸载时，实现位移控制或为破坏试验提供轴向位移。 进一步，体变测试系统由体变数显表、体变测量仪及体变测试器构成；体变测试器包括磁致线性位移伸缩传感器、带有渗透进水阀门和出水阀门的圆柱体桶；传感器包括电子仓、钢制测杆、非连接磁性环，测杆含波导丝。 进一步，油水转换系统及动力系统包括三个密封钢制罐体和液压油缸、电动机及高压柱塞泵，三个密封的钢制罐体分别为渗透水储能器、围压水储能器、储能器；渗透水储能器包括100L储水胶囊、渗透水进出口和液压油进出口 ；围压水储能器包括25L储水胶囊、围压水进出口和液压油进出口 ；储能器包括预装5MPa氮气密封胶囊和密封胶囊注气阀门，每个储能器中胶囊与罐体之间都充满液压油。 进一步，计算机控制系统包括工控机、显示器、键盘以及鼠标；进行试验控制与数据采集，由轴向位移光栅、轴向压力传感器及体变测量仪采集数据，由计算机系统进行储存与处理，能对围压、渗透压、轴向荷载、轴向压力、体变多种数据实时显示及保存；对围压通过等速加载、卸载与保持进行控制，轴向上选择应力或位移控制，分别为等速加载、卸载与保持，渗透压进行保持。计算机系统控制灵活，根据不同试验目的进行程序设置。 进一步，该高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统的测试方法如下: 先查密封圈是否破损，清除传力柱卡槽杂物，擦干后套上密封圈；透水钢板与试样两端面接触，间垫土工布，用热缩套管使围压液体与试样分离，将移动小车定位，打开控制柜旁提升系统两个阀门，打开控制柜轴压手动加压阀并按下控制柜轴压油缸顶出按钮，压力室体缓慢下降，当与底座即将接触时，将阀门调小，降低下降速度，当压力室体下降，底部外侧油印完全被螺帽遮盖时，室体底部对接成功； 顶起压力缸方法:先关闭控制柜旁两个阀门，并使另两个阀门打开，然后按下控制柜轴压油缸顶出按钮，打开轴压手动加压阀门，当传力柱与顶部压力传感器即将接触时，调小加压旋转阀门，使移动小车缓慢上升，当轴向荷重数据采集表显示10-20KN时，关闭轴压油缸顶出按钮，关闭轴压手动加压阀门，将轴向位移清零； 围压储能器胶囊注水方法:先关闭围压放水阀门，打开压力缸上部排气孔，确认控制柜围压输出按钮呈关闭状态，然后打开压力室注水龙头，打开自来水阀门，通过围压注水管道进行围压室体注水至排水孔出水，压力室注满，关闭排水孔；打开控制柜围压手动卸压阀，将罐体里油压卸掉，通过自来水压将水注进围压储能器胶囊；然后，打开油水转换系统围压输出阀门，等半个小时； 渗透储能器胶囊注水方法:在围压储能器胶囊注水同时，进行渗透储能器胶囊注水，打开渗透油水转换注水阀门，用自来水压注水I个小时，然后注水阀门关闭； 加载前准备:关闭压力室注水阀门及控制柜围压手动加压阀门，将排水孔打开，使围压降为0，然后，将控制柜转换开关置于3处，用计算机控制加压方式，打开控制柜围压输出和轴压油缸顶出按钮。 进一步，该高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统的试验控制与测试方法:打开计算机控制程序，未运行加载程序，打开控制台紧急停车按钮，将电动机通电，将位移传感器清零，然后，设置程序加载命令，将围压设置成等速加载，进行加载设置，轴向控制设置成位移保持0mm，渗透压设置手动，围压加载到预定值，将围压设置成保持状态，围压通过计算机控制；然后，打开渗透油水转换出水阀门，通过渗透出水管道，通过伺服控制系统渗透压加载，若岩样渗出水，则渗透水通过管道，打开体变测量仪进水阀门，进行测量，渗透出水稳定时，进行轴向压力加载至试样破坏全过程完成为止。 本专利技术提供高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统，可以进行高达30MPa地应力和渗透压条件下的实验测试，可控制与测试高地应力与高渗透压条件下的岩石破坏试验全过程，进行自动数据采集，经过数据处理可得高地应力与高渗透压条件下的破坏全过程曲线、破坏模式及破坏裂缝扩展规律。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术实施例提供的高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统的结构示意图； 图2是本专利技术实施例提供的高地应力与高渗透压条件下的试样安装系统结构图； 图中:1、承力框架；2、轴压传感器；3、压力缸；4、围压室体；5、围压放水阀门；6、传力柱系统；7、轴向位移光栅；8、围压注水与排水管道；9、千斤顶；10、体变数显表；11、电子仓；12、体变测试仪；13、体变测试器；14、非接触磁环；15、渗透进水阀门；16、渗透排水阀门；17、渗透水储能器储水胶囊；18、渗透出水阀门；19、渗透油水转换注水阀门；20、围压输出阀门；21、渗透水储能器；22、围压手动卸压阀；23、密封圈；24、自来水阀门；25、压力室体及承力框架系统；26、围压水储能器；27、密封胶囊注气阀门；28、体变测试系统；29、储能器；30、预充氮气的密封胶囊；31、液压油缸；32、电动机及高压柱塞泵；33、单向阀；34、围压水储能器储水胶囊；35、钢制测杆；36、油水转换系统及动力系统；37、排气孔；38、回油管道；39、围压注水管道；40、渗透出水管；41、渗透进水管道；42、渗透水储能器液压油进出口 ；43、围压水储能器液压油进本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统，其特征在于，该高地应力与高渗透压下岩石破坏模式测试系统包括高地应力与高渗透压条件下的液压控制系统、压力室体及承力框架系统、体变测试系统、油水转换系统及动力系统、计算机控制系统；位于承力框架上部装置是液压控制系统，中部装置是压力室体，下部装置是液压千斤顶；液压提升系统负责试件安装时提升压力室体；压力室体包括压力室的腔体，有渗透出口的压力室顶部的上部传力柱，有渗透进口和围压水进出口的压力底座，以及含有渗透通道的下部传力柱；作为试件的加压场所包括：由压力室腔体施加的围压，由液压千斤顶通过传力柱系统所提供的轴压，以及由传力柱中渗透通道提供的渗透压；液压千斤顶提供轴向压力，通过置于上部的移动小车，将轴压传递给固定在上面压力室体；移动小车负责运送压力室体以方便压力室体提升及试件安装；液压千斤顶，围压水进口、渗透进口与油水转换及动力系统相连接；渗透压出口与体变测试系统相连接；体变测试系统、轴向压力传感器、液压控制系统与计算机控制系统相连接；在油水转换系统与动力系统中，有油箱，与油箱相连接的油泵，油泵与储能器通过单向阀连接，储能器通过液压控制系统向液压千斤顶供液压油，围压水储能器、渗透储能器通过液压控制系统与储能器相连接，同时围压水储能器、渗透储能器也分别与压力室体围压进水口和渗透压进水口相连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓英尔，彭鑫，黄润秋，胡晓农，付小敏，闫龙超，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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