本发明专利技术提供了一种三轴试验装置和系统，三轴试验装置包括：试验盒、加热装置、保温介质、声发射检测装置、多个压载板以及多个压头；试验盒形成有多个开口，每个开口设置有一个压头，且压头能够在开口向试验盒内移动；每个压头均连接压载板，并能够随压头移动；多个压载板两两相对设置，并在相对设置的压载板之间形成试样容纳空间；加热装置用于试样加热恒温，试验盒内填充保温介质用于高温试样保温减少散热，声发射检测装置设置于试验盒内。该方案将压载板两两相对设置，通过液压压载缸从三个方向施加作用力形成高围压条件，该装置解决了模拟深部高温高压环境的岩石试验问题。
【技术实现步骤摘要】
三轴试验装置和系统
本专利技术涉及岩土试验设备
，具体而言，涉及一种三轴试验装置和系统。
技术介绍
真三轴试验系统通常应用于岩土的受力分析试验中。随着工程技术的不断发展，水利水电、地热开发及石油天然气开采等传统岩土工程的复杂程度逐年提高，与此同时，国家也推出一些更具国家战略意义、更有挑战性的特殊工程(如高温干热岩开发、放射性核废料地质封存、二氧化碳地质封存等)，特别是针对深层地热超热岩开发研究更需要解决模拟深部高温高压环境的岩石试验问题。国内外现有的真三轴试验系统通常只能进行假三轴试验或简单的常规三轴试验，难以实现试验样品尺寸较大、试验温度要求较高的真三轴高温岩石试验。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种三轴试验装置和系统，以解决现有技术对较大尺寸试样进行有效力学试验时难以模拟地下深部高温高压环境的问题。为实现上述目的，本专利技术首先提供了一种三轴试验装置，包括：试验盒、加热装置、保温介质、声发射检测装置、多个压载板以及多个压头；所述试验盒形成有多个开口，每个所述开口设置有所述压头，且所述压头能够在所述开口向所述试验盒内移动；每个所述压头均连接一所述压载板，且所述压载板能够随所对应的压头移动；多个所述压载板两两相对设置，并在相对设置的压载板之间形成试样容纳空间；所述加热装置位于所述试样容纳空间内，用于加热试样，所述保温介质填充于所述试验盒内，所述声发射检测装置设置于所述试验盒内，用于检测所述试样在应力应变过程中产生的声信号。可选地，所述压载板包括层叠设置的第一层压载板和第二层压载板；所述第一层压载板与所述试样的尺寸相适应，每个所述第二层压载板连接于所对应的第一层压载板和所对应的压头之间。可选地，每个所述压头均设置有水冷系统，用于吸收从所述试验盒传递出的热量。可选地，所述加热装置包括加热压载板和嵌在所述加热压载板表面的加热管，所述加热压载板连接在所述压载板上，所述加热管位于靠近所述压载板的一侧。可选地，所述加热装置至少两个，至少两个所述加热装置分别设置在不同的压载板上。可选地，所述加热装置还包括设置在所述加热压载板上的温度检测部件，所述温度检测部件用于检测所述试样的温度。可选地，部分所述压载板开设有容纳孔，部分所述压载板开设有容纳孔，所述容纳孔的开口方向朝向所述试样容纳空间，所述声发射检测装置设置于所述容纳孔内，且所述声发射检测装置能够始终与所述试样接触。可选地，所述声发射检测装置包括波导杆和声信号探头，所述声信号探头位于所述容纳孔内部，所述波导杆与所述声信号探头连接，并能够从所述容纳孔的开口伸出与所述试样接触。可选地，所述声发射检测装置还包括弹性件，所述弹性件位于所述容纳孔内，并向所述波导杆施加弹性力，以使所述波导杆在试验中能够始终与所述试样接触。可选地，至少两个所述压载板设置有所述容纳孔，且在相应的容纳孔内分别设置声发射检测装置。可选地，所述试验盒内还设置有压裂管线压载板，所述压裂管线压载板与其中一所述压载板连接，用于向所述试样的水力致裂孔内注入液体并密封。本专利技术另一方面提高一种三轴试验系统，包括：架体、多个液压压载缸以及本专利技术提供的三轴试验装置；所述架体的中部形成有加载空间，多个所述液压压载缸分别设置于所述加载空间周围的所述架体上，用于向所对应的压头施加压力，所述三轴试验装置能够进入加载空间内。可选地，所述三轴试验系统还包括移动架，所述架体上形成有移动轨道，所述三轴试验装置设置于所述移动架上，所述移动架能够沿所述移动轨道移动，以推动所述三轴试验盒装置进入所述加载空间或从所述加载空间中移除。通过设置保温介质、压载板以及试验盒的结合，提高了整体的保温效果，在加热装置的加热作用下，能够使得内部能够达到的较高的温度，接近实际地下岩层的真实温度，由此可见，该装置解决了针对较大尺寸试样模拟深部高温高压环境的岩石试验问题。附图说明图1是本专利技术一实施方式中三轴试验装置的剖面示意图；图2是本专利技术一实施方式中加热装置的爆炸示意图；图3是图1中三轴试验装置的局部剖切示意图；图4是本专利技术一实施方式中三轴试验系统的剖面示意图；图5是本专利技术一实施方式中对岩石加热控制原理图；图6是本专利技术一实施方式中对岩石的压力控制原理图；图7是本专利技术一实施方式中岩石声信号的传递示意图。附图标记：1-试样；2-压裂管线压载板；3-导线；10-试验盒；20-加热装置；21-加热压载板；22-加热管；30-保温介质；40-压载板；41-第一层压载板；42-第二层压载板；50-压头；60-波导杆；61-声信号探头；62-弹性件；70-架体；71-加载空间；72-移动轨道；80-液压压载缸；81-压力传感器；82-位移传感器；90-移动架。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参阅图1，本实施方式提供一种三轴试验装置，包括：试验盒10、加热装置20、保温介质30、声发射检测装置、多个压载板40以及多个压头50；试验盒10形成有多个开口，每个开口设置有一个压头50，且压头50能够在开口向试验盒10内移动；每个压头50均连接一压载板40，且所述压载板40能够随所对应的压头50移动；多个压载板40两两相对设置，并在相对设置的压载板40之间形成试样容纳空间；加热装置20位于试样容纳空间内，用于加热试样1，保温介质30填充于试验盒10内，声发射检测装置设置于试验盒10内，用于检测样品在应力应变过程中产生的声信号。其中，试样1可以是待检测的岩石，压载板40两两相对，从而形成三个方向(三轴)作用力的施加，而且所要检测的试样1的尺寸不受限制，而且压载板40具有保温的功能，采用抗高温高压隔热材料制作，以减少加热装置20的热量从试验盒10内散失。试验时对压头50施加预定的压力即可实现对试样1的挤压，同时采用加热装置20对试样1加热，从而模拟地下高温高压的环境。通过设置保温介质30、压载板40以及试验盒10的结合，提高了整体的保温效果，在加热装置20的加热作用下，能够使得内部能够达到的较高的温度(200℃以上)，接近实际地下岩层的真实温度，而且整个装置可以按照等比例缩小或者增大，从而使待检测的试样1的尺寸不受限制，由此可见，该装置解决了针对较大尺寸试样模拟深部高温高压环境的岩石试验问题。将支撑深层高温钻井和压裂建库等技术的基础实验研究，为后期的开发工作提供基础数据和理论依据。本方案中，保温介质30能够有效的对岩石进行保温，而且配合抗压隔热的压载板40，进一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三轴试验装置，其特征在于，包括：试验盒(10)、加热装置(20)、保温介质(30)、声发射检测装置、多个压载板(40)以及多个压头(50)；/n所述试验盒(10)形成有多个开口，每个所述开口设置有所述压头(50)，且所述压头(50)能够在所述开口位置向所述试验盒(10)内移动；/n每个所述压头(50)均连接所述压载板(40)，且所述压载板(40)能够随所对应的压头(50)移动；多个所述压载板(40)两两相对设置，并在相对设置的压载板(40)之间形成试样容纳空间；/n所述加热装置(20)位于所述试样容纳空间内，用于加热试样(1)，所述保温介质(30)填充于所述试验盒(10)内，所述声发射检测装置设置于所述试验盒(10)内，用于检测所述试样(1)在应力应变过程中产生的声信号。/n
【技术特征摘要】
1.一种三轴试验装置，其特征在于，包括：试验盒(10)、加热装置(20)、保温介质(30)、声发射检测装置、多个压载板(40)以及多个压头(50)；
所述试验盒(10)形成有多个开口，每个所述开口设置有所述压头(50)，且所述压头(50)能够在所述开口位置向所述试验盒(10)内移动；
每个所述压头(50)均连接所述压载板(40)，且所述压载板(40)能够随所对应的压头(50)移动；多个所述压载板(40)两两相对设置，并在相对设置的压载板(40)之间形成试样容纳空间；
所述加热装置(20)位于所述试样容纳空间内，用于加热试样(1)，所述保温介质(30)填充于所述试验盒(10)内，所述声发射检测装置设置于所述试验盒(10)内，用于检测所述试样(1)在应力应变过程中产生的声信号。
2.根据权利要求1所述的三轴试验装置，其特征在于，所述压载板(40)包括层叠设置的第一层压载板(41)和第二层压载板(42)；
所述第一层压载板(41)与所述试样(1)的尺寸相适应，每个所述第二层压载板(42)连接于所对应的第一层压载板(41)和所对应的压头(50)之间。
3.根据权利要求1所述的三轴试验装置，其特征在于，每个所述压头(50)均设置有水冷系统，用于吸收从所述试验盒(10)传递出的热量。
4.根据权利要求1所述的三轴试验装置，其特征在于，所述加热装置(20)包括加热压载板(21)和嵌在所述加热压载板(21)表面的加热管(22)，所述加热压载板(21)连接在所述压载板(40)上，所述加热管(22)位于靠近所述压载板(40)的一侧。
5.根据权利要求4所述的三轴试验装置，其特征在于，所述加热装置(20)还包括设置在所述加热压载板(21)上的温度检测部件，所述温度检测部件用于检测所述试样(1)的温度。
6.根据权利要求1所述的三轴试验装置，其特征在于，部分所述压载板(40)开设有容纳孔，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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