专利名称：一种高温高压下的破岩实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种破岩钻孔实验装置，尤其是一种适用于高温高压下实现破岩钻孔的实验装置。
背景技术：
随着人类社会的发展，诸如深部油气开采、高温岩体地热开采、煤炭地下气化等与温度有关的工程问题越来越多。例如石油钻井的深度已达到8000m，高温岩体地热资源开采深度在5000m以上，煤炭地下气化温度也在1000°C以上。这些工程都涉及一个与高温度和高压力有关的重要问题，即在高温高压环境下对坚硬岩体进行破岩钻进，这迫切需要解决高温高压条件下坚硬岩体的破岩机理问题，而目前尚无模拟该条件下破岩钻孔的实验装置。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、试验效果好的高温高压下的破岩实验装置。为实现上述目的，本发明的高温高压下的破岩实验装置，包括加压机、设在加压机内对岩样进行加热的高温压力室，高温压力室的上部设有岩样上压头，下部设有对岩样进行加压的中心缸压头和围压缸压头，所述加压机的上部设有向高温压力室内施钻的打钻平台，打钻平台上设有的钻机支架，钻机支架上铰接有可绕钻机支架旋转的钻机横梁，钻机横梁上设有钻机和钻机固定杆，钻机上设有通入钻杆的进水口，打钻平台的中部设有设有钻杆通道，钻杆通道的入口处设有导入钻杆的排渣装置。所述的钻机固定杆上部与钻机横梁焊接，下部通过螺钉固定在打钻平台上；所述的排渣装置包括与钻杆通道相通的导套和设在导套上的排渣出水口。有益效果可以实现对岩样进行加热和加压的同时进行破岩钻孔实验，可以根据不同实验目的调整钻进参数及破岩方式，其钻杆可安装不同类型的钻头；钻杆通过打钻平台中心的钻杆通道进入高温压力室，到达岩样的上表面中心；净水通过钻杆内的进水孔到达岩样钻孔，将钻出的岩屑通过钻杆通道带出，经排渣出水口排出。可以进行高温高压条件下冲击-切削破岩方式的钻进速率、破岩效率、钻具与围岩相互作用等方面的研究。其结构简单、操作方便、试验效果好。
图1是本发明的结构示意图。图2是图1的I - I俯视图。图3是图1的II - II俯视图。图中1-高温压力室；2-中心缸压头；3-围压缸压头；4-排渣装置；4-1-排渣出水口 ；4-2-导套；5-底座；6-立柱；7-岩样；8-打钻平台；9-钻机支架；10-钻机横梁；11-钻机；12-钻机固定杆；13-进水口 ； 14-钻杆；15-钻杆通道；16-高温压力室上盖板； 17-岩样上压头。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明
如图1所示，本发明的高温高压下的破岩实验装置，主要由加压机、高温压力室1、钻机 11和排渣装置4构成，对岩样7进行加热的高温压力室1设在加压机内，高温压力室1的上部设有岩样上压头17，下部设有对岩样7进行加压的中心缸压头2和围压缸压头3，加压机包括底座5、设在底座5上支撑打钻平台8的四个立柱6，加压机的上部设有向高温压力室 1内施钻的打钻平台8，打钻平台8的底部设有压在岩样上压头17上的高温压力室上盖板 16，打钻平台8上设有的钻机支架9，钻机支架9上铰接有可绕钻机支架9旋转的钻机横梁 10，钻机横梁10上设有钻机11和钻机固定杆12，钻机固定杆12的上部与钻机横梁10焊接，下部通过螺钉固定在打钻平台8上，以保证打钻作业时钻机11的稳定性。钻机11上设有通入钻杆14的进水口 13，打钻平台8的中部设有钻杆通道15，钻杆通道15的入口处设有导入钻杆14的排渣装置4。排渣装置4包括与钻杆通道15相通的导套4-2和设在导套 4-2上的排渣出水口 4-1，如图2所示。
权利要求
1.一种高温高压下的破岩实验装置，包括加压机、设在加压机内对岩样(7)进行加热的高温压力室(1 )，高温压力室(1)的上部设有岩样上压头(17)，下部设有对岩样(7)进行加压的中心缸压头(2)和围压缸压头(3)，其特征在于所述加压机的上部设有向高温压力室(1)内施钻的打钻平台(8)，打钻平台(8)上设有的钻机支架(9)，钻机支架(9)上铰接有可绕钻机支架(9)旋转的钻机横梁(10)，钻机横梁(10)上设有钻机(11)和钻机固定杆 (12)，钻机(11)上设有通入钻杆(14)的进水口(13)，打钻平台(8)的中部设有钻杆通道 (15)，钻杆通道(15)的入口处设有导入钻杆(14)的排渣装置(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压下的破岩实验装置，其特征在于所述的钻机固定杆(12)上部与钻机横梁(10)焊接，下部通过螺钉固定在打钻平台(8)上。
3.根据权利要求1所述的一种高温高压下的破岩实验装置，其特征在于所述的排渣装置(4)包括与钻杆通道(15)相通的导套(4-2)和设在导套(4-2)上的排渣出水口(4-1)。
全文摘要
一种高温高压下破岩实验装置，包括加压机、设在加压机内对岩样进行加热的高温压力室，高温压力室的上部设有岩样上压头，下部设有对岩样进行加压的中心缸压头和围压缸压头，所述加压机的上部设有向高温压力室内施钻的打钻平台，打钻平台上设有的钻机支架，钻机支架上铰接有可绕钻机支架旋转的钻机横梁，钻机横梁上设有钻机和钻机固定杆，钻机上设有通入钻杆的进水口，打钻平台的中部设有钻杆通道，钻杆通道的入口处设有导入钻杆的排渣装置。可进行高温高压条件下不同破岩方式的钻进速率、破岩效率、钻具与围岩相互作用等方面的研究，能够模拟高温大埋深条件下硬岩的破岩钻进。
文档编号G01M99/00GK102419265SQ20111026898
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者万志军, 周长冰, 张源, 杜广立, 赵阳升 申请人:中国矿业大学