超低频循环荷载蠕变试验系统及试验方法技术方案

本公开涉及循环荷载蠕变试验技术领域，尤其涉及超低频循环荷载蠕变试验系统及试验方法

【技术实现步骤摘要】
超低频循环荷载蠕变试验系统及试验方法


[0001]本公开涉及循环荷载蠕变试验
，尤其涉及超低频循环荷载蠕变试验系统及试验方法
。

技术介绍

[0002]盐岩以其低渗透性
、
良好的蠕变性和损伤自修复性能，成为石油
、
天然气储存
、
压气蓄能等工程的理想介质
。
在盐穴储气库运行时，腔体内压会随着注采气过程而升高和下降，如此往复，腔体围岩长期受到循环荷载作用
。
[0003]目前，关于盐岩在超低频循环荷载长期作用下的蠕变机理和规律还鲜有研究，蠕变本构和参数只能借用恒载蠕变成果，开展超低频荷载下长期蠕变试验研究已迫在眉睫
。
然而，已有的蠕变仪不能满足低频循环荷载下岩石长期蠕变试验的要求，主要体现国内外蠕变试验仪器，大多采用电液伺服控制，在长期试验过程中，经常遭遇断电及电子传感器故障等问题，严重影响试验数据准确性，甚至中断失败采用杠杆砝码式加载的蠕变仪，均采用定荷载加载，难以稳定开展超低频循环荷载下蠕变研究
。
并且现有的蠕变试验机往往只能提供单轴加载条件，无法满足三轴试验及高温要求，因此无法提供与盐穴围岩实际赋存条件相适应的应力
、
温度条件
。
[0004]基于上述原因亟需专利技术一种超低频循环荷载蠕变试验系统，对超低频循环荷载下的盐岩蠕变行为展开系统性的试验研究
。

技术实现思路

[0005]本公开旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一
。
[0006]为此，在本公开的第一方面提供了一种超低频循环荷载蠕变试验系统
,
包括
:
[0007]三轴压力室，包括压力室本体和活塞，所述活塞用于将所述压力室本体内部限定出围压腔和轴压腔，所述围压腔具有注排油接口
、
注排气接口和试样安装位，所述试样安装位用于在所述围压腔内承载所述试样，所述注排气接口设置在所述围压腔靠近所述轴压腔的一端，所述注排油接口设置在所述围压腔的另一端；
[0008]所述轴压腔具有轴压接口，所述轴压接口与所述增压缸的高压腔连接，所述所述轴压接口用于输入所述压力液体进入所述轴压腔，所述活塞用于向所述试样施加轴向压力；
[0009]轴压模块，连接于所述轴压接口，所述轴压模块包括第一荷载发生装置和第一增压缸，所述第一增压缸用于增加所述第一荷载发生装置释放的荷载压力；
[0010]围压模块，连接于所述注排油接口，所述围压模块包括第二荷载发生装置和第二增压缸，所述第二增压缸用于增加所述第二荷载发生装置释放的荷载压；
[0011]自动退补油装置，用于向所述第一荷载发生装置和
/
或所述第二荷载发生装置补油或退油
。
[0012]在一种可行的实施方式中，所述第一荷载发生装置和所述第二荷载发生装置结构
相同，它包括油压荷载转化模块和循环荷载功能模块，其中，
[0013]所述油压荷载转化模块包括安装板
、
活动油缸和固定活塞，所述活动油缸套设在所述固定活塞上，所述安装板内部设置有第一进出油通道，所述第一进出油通道至少具有两个进出油接口，所述固定活塞的一端与所述安装板连接，且所述固定活塞内部设置有第二进出油通道，所述第二进出油通道一端与所述第一进出油通道连通，相对的另一端与所述活动油缸内部连通；
[0014]所述循环荷载功能模块包括驱动部和调节部，所述驱动部与所述活动油缸连接；所述调节部与所述驱动部连接，所述调节部用于调节所述驱动部向所述活动油缸施加的作用力
。
[0015]在一种可行的实施方式中，所述驱动部包括悬杆
、
支点架和连接架，所述悬杆与所述支点架连接，且所述悬杆能够相对于所述支点架的支点转动，所述支点架设置在所述安装板上，所述支点架以所述支点将所述悬杆限定为第一悬臂和第二悬臂，所述连接架的一端与所述第二悬臂铰接，相对的另一端与所述活动油缸靠近所述悬杆的一端铰接
。
[0016]在一种可行的实施方式中，所述调节部包括移动件和驱动件，所述移动件与所述第一悬臂连接，所述移动件能够在所述第一悬臂的延伸方向上移动，所述驱动件用于驱动所述移动件
。
[0017]在一种可行的实施方式中，所述驱动件包括驱动电机
、
丝杆和限位件，所述移动件与所述丝杆连接，所述丝杆沿所述第一悬臂的延伸方向设置，所述驱动电机与所述支点架的位置相对设置，所述驱动电机用于使所述丝杆旋转带动所述移动件靠近或远离所述驱动电机，所述限位件设置在所述丝杆的两端，所述限位件用于限制所述移动件的移动范围
。
[0018]在一种可行的实施方式中，所述增压缸包括缸体和调节活塞，所述调节活塞设置在所述缸体内，且所述调节活塞将所述缸体限定为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的压力大于所述第二腔室，所述第一腔室远离所述第二腔室的一侧设置有第一通道，所述第一通道在所述缸体外部设置有连接阀门，在所述第二腔室远离所述第一腔室的一侧设置有第二通路，所述第二通路与所述第一进出油通道的出油端连通，所述第二腔室靠近所述第一腔室的一侧设置有进出气孔
。
[0019]在一种可行的实施方式中，所述压力室本体内还设置有平衡腔，所述平衡腔设置在所述轴压腔和所述围压腔之间，所述围压腔和所述平衡腔通过活塞通道连通，所述活塞通道设置在所述活塞内部
。
[0020]在一种可行的实施方式中，所述活塞用于将所述平衡腔限定为第一腔室和第二腔室，其中，
[0021]所述第一腔室设置有平衡腔排气孔，所述平衡腔排气孔用于排出所述第一腔室内的空气；
[0022]所述第二腔室靠近所述轴压腔，所述围压腔内的所述压力液体通过所述活塞通道进入所述第二腔室
。
[0023]在一种可行的实施方式中，所述试样安装位周围设置有加热件和温度传感器，所述加热件用于调节所述压力液体的温度，所述温度传感器用于监测所述压力液体的温度
。
[0024]在本公开的第二方面提供了一种超低频循环荷载蠕变试验的试验方法，包括如下步骤：
[0025]排净各增压缸高压腔内部的空气，向各增压缸高压端接口注入液压油，将活塞完全移动到低压腔一端，将高压腔内部储满液压油；将所述轴压腔内部的空气完全排出；
[0026]将所述试样进行密封处理，在试样上安装环向应变规和轴向应变规，将所述试样装入所述围压腔内的所述试样安装位上；
[0027]调整各位移传感器的探针位置，使其留有足够的变形测量余量；
[0028]将所述三轴压力室封闭，将所述围压腔注满液压油；
[0029]向所述自动退补油装置的油箱中充满液压油，打开自动退补油装置，自动退补油装置自动监测所述第一荷载发生装置和所述第二荷载发生装置的油量并进行补油或退油操作；
[0030]调节终端控制总机的目标循环荷载的平均荷载数值，设定目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超低频循环荷载蠕变试验系统
,
其特征在于，包括
:
三轴压力室，包括压力室本体和活塞，所述活塞用于将所述压力室本体内部限定出围压腔和轴压腔，所述围压腔具有注排油接口
、
注排气接口和试样安装位，所述试样安装位用于在所述围压腔内承载所述试样，所述注排气接口设置在所述围压腔靠近所述轴压腔的一端，所述注排油接口设置在所述围压腔的另一端；所述轴压腔具有轴压接口，所述轴压接口用于输入所述压力液体进入所述轴压腔，所述活塞用于向所述试样施加轴向压力；轴压模块，连接于所述轴压接口，所述轴压模块包括第一荷载发生装置和第一增压缸，所述第一增压缸用于增加所述第一荷载发生装置释放的荷载压力；围压模块，连接于所述注排油接口，所述围压模块包括第二荷载发生装置和第二增压缸，所述第二增压缸用于增加所述第二荷载发生装置释放的荷载压；自动退补油装置，用于向所述第一荷载发生装置和
/
或所述第二荷载发生装置补油或退油
。2.
根据权利要求1所述的超低频循环荷载蠕变试验系统，其特征在于，所述第一荷载发生装置包括油压荷载转化模块和循环荷载功能模块，其中，所述油压荷载转化模块包括安装板
、
活动油缸和固定活塞，所述活动油缸套设在所述固定活塞上，所述安装板内部设置有第一进出油通道，所述第一进出油通道至少具有两个进出油接口，所述固定活塞的一端与所述安装板连接，且所述固定活塞内部设置有第二进出油通道，所述第二进出油通道一端与所述第一进出油通道连通，相对的另一端与所述活动油缸内部连通；所述循环荷载功能模块包括驱动部和调节部，所述驱动部与所述活动油缸连接；所述调节部与所述驱动部连接，所述调节部用于调节所述驱动部向所述活动油缸施加的作用力
。3.
根据权利要求2所述的超低频循环荷载蠕变试验系统，其特征在于，所述驱动部包括悬杆
、
支点架和连接架，所述悬杆与所述支点架连接，且所述悬杆能够相对于所述支点架的支点转动，所述支点架设置在所述安装板上，所述支点架以所述支点将所述悬杆限定为第一悬臂和第二悬臂，所述连接架的一端与所述第二悬臂铰接，相对的另一端与所述活动油缸靠近所述悬杆的一端铰接
。4.
根据权利要求2所述的超低频循环荷载蠕变试验系统，其特征在于，所述调节部包括移动件和驱动件，所述移动件与所述第一悬臂连接，所述移动件能够在所述第一悬臂的延伸方向上移动，所述驱动件用于驱动所述移动件
。5.
根据权利要求4所述的超低频循环荷载蠕变试验系统，其特征在于，所述驱动件包括驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李银平，施锡林，董志凯，刘元玺，黄思，陈祥胜，马洪岭，赵阿虎，李小平，陈海军，丁根荣，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：