可拆卸移动式压裂试件模具的制作方法

本实用新型属于水力压裂技术领域，具体涉及可拆卸移动式压裂试件模具。

背景技术：

在水力压裂模拟实验设计中，实验所采用的试件选取是一个十分重要的问题，由于水力压裂的施工对象为位于地下几千米深处的地层岩石，因此，实际岩芯获取困难且费用十分昂贵，并且很多时候限于钻井技术，取出的岩芯在尺寸上偏小，且尺寸上很难满足压裂实验要求，因此，人工试件就成为一个比较理想的选择，人工试件一般通过工程模具制造，但目前常见的工程模具不可拆卸，脱模困难，而且，给模具添加材料的地点一般不适用与用来做材料凝固的地点，很多模具都没办法移动，这些问题无疑给我们的实验造成许多困难，给需要进行水力压裂实验的科研单位及生产单位带来了很多不便。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便，可快速脱模的可拆卸移动式压裂试件模具。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：可拆卸移动式压裂试件模具，包括底板、围板、连接件和支撑滚轮，底板水平设置，底板底部四角处分别开设有一个方形槽，底板上表面的四角处均开设有螺纹孔，连接件包括四根均沿垂直方向设置的连接杆，每根连接杆的下端部均螺纹连接在底板上表面的螺纹孔内，围板设置在底板上并位于四根连接杆外侧，围板与底板之间形成顶部敞口的长方体腔室；

支撑滚轮通过折叠组件设置在方形槽内，前侧的两个手动折叠组件的结构相同且左右对称，后侧的两个手动折叠组件结构相同且左右对称，前侧的两个手动折叠组件与后侧的两个手动折叠组件前后一一对称；

位于底板前侧左部的一个手动折叠组件包括连接轴、圆形环板和弹簧，底板前侧壁左侧的方形槽的前侧壁和后侧壁沿前后水平方向分别开设有通孔和盲孔，通孔和盲孔的中心线重合，通孔的孔壁上沿轴向方向开设有第一键槽和第二键槽，第一键槽位于通孔的底部，第二键槽位于通孔的右部，第一键槽所在的平面和第二键槽所在的平面的夹角为90°；

连接轴沿前后水平插设在通孔和盲孔内，连接轴的前端设有平键，所述平键滑动配合在第二键槽内，圆形环板同轴向固定连接在连接轴的后部，弹簧套设在连接轴上且位于圆形环板后侧；支撑滚轮通过安装架设置在连接轴中部且支撑滚轮与平键位于同一平面，通孔内的前侧设有堵头，第一键槽和第二键槽内的前侧均设有一个堵块，堵块和堵头的前端与底板前侧壁齐平，堵块后端位于堵头后端的后侧，在弹簧两端分别与方形槽后侧壁和圆形环板后侧顶压配合，在弹簧的作用下，平键前端与堵块后端顶压接触。

围板包括前侧板、左侧板、后侧板和右侧板，前侧板的左侧边和左侧板的前侧边通过第一合页铰接，左侧板的后侧边和后侧板的左侧边通过第二合页铰接，后侧板的右侧边和右侧板的后侧边通过第三合页铰接，前侧板、左侧板、后侧板和右侧板合围成上下通透的矩形筒体结构，矩形筒体结构设置在底板上表面，四根连接杆位于矩形筒体结构内侧并与矩形筒体结构接触，前侧板右侧边与右侧板前侧边之间设有定位组件。

定位组件包括外接板和若干个螺栓，外接板固定在前侧板的右侧部前表面且向右延伸设置，外接板的右侧开设有若干安装孔，若干安装孔上下并排设置，每个安装孔均为沿水平方向的长孔，若干螺栓固定在右侧板前侧，若干螺栓的前端分别对应插设在若干安装孔内，螺栓上螺纹连接有将外接板压紧的螺母。

连接杆的上端均设有扳手卡口结构。

采用上述技术方案，可拆卸移动式压裂试件模具的制作、组装和使用方法，包括以下步骤：

（1）制作围板，铸造预留有四个方形槽的底板并在围板上固定定位组件；

（2）加工底板；

（3）安装支撑滚轮和手动折叠组件，

（4）将连接杆和围板安装到底板上；

（5）制作水力压裂试件。

步骤（1）中制作围板并围板上固定定位组件的具体过程为：加工同一边长的呈正方形的前侧板、左侧板、后侧板和右侧板，加工出一块呈矩形的外接板，外接板的长度小于等于前侧板的边长，外接板的右侧开设若干上下并排设置的安装孔，每个安装孔均为沿水平方向的长孔，将前侧板的左侧边和左侧板的前侧边通过第一合页铰接，左侧板的后侧边和后侧板的左侧边通过第二合页铰接，后侧板的右侧边和右侧板的后侧边通过第三合页铰接，然后将外接板的左侧后表面焊接在前侧板右侧前表面，把若干螺栓沿前后水平方向焊接在右侧板的前侧，螺栓与安装孔在高度上一一对应设置。

步骤（2）中加工底板的具体过程为：由于位于底板前侧的两个通孔以及两个盲孔分别左右对称设置，而位于底板后侧的两个通孔以及两个盲孔与位于底板前侧的两个通孔以及两个盲孔一一对称，每个通孔上的第一键槽和第二键槽也按照上述方式设置，在此，仅对位于底板前侧左部的通孔、第一键槽和第二键槽加工方式进行叙述，其它不再一一赘述，位于底板前侧左部的通孔、盲孔、第一键槽和第二键槽加工方式为：首先在底板前侧左部钻取一个贯穿位于底板前侧左部方形槽的通孔，通孔钻取完成后，在方形槽后侧壁上钻取盲孔，盲孔与通孔同轴线设置，在通孔的孔壁上分别沿轴线方向开设第一键槽和第二键槽，第一键槽位于通孔底部，第二键槽位于通孔右部，第一键槽和第二键槽的夹角为90°，键槽开设完成后，在底板上表面的四角处钻取四个螺纹孔。

步骤（3）中安装支撑滚轮和手动折叠组件的具体过程为：由于前侧的两个手动折叠组件的结构相同且左右对称，后侧的两个手动折叠组件结构相同且左右对称，前侧的两个手动折叠组件与后侧的两个手动折叠组件前后一一对称，在此，仅对位于底板前侧左部的手动折叠组件及其支撑滚轮安装方式进行叙述，其它不再一一赘述，位于底板前侧左部的手动折叠组件安装方式为：首先将平键焊接在连接轴前部外侧，将连接轴插设进位于底板前侧面上的通孔内，使平键滑动配合在第一键槽内，然后将圆形环板和弹簧水平放置到方形槽内，从连接轴的后端依次套设在连接轴上，选择合适的位置将圆形环板焊接在连接轴上，圆形环板固定后，继续将连接轴插设进盲孔内，连接轴安装完成；接着将安装架焊接在连接轴底部并将支撑滚轮安装在安装架上，支撑滚轮安装完成后，将堵头固定在通孔前端用于封堵通孔，将两个堵块分别固定在第一键槽和第二键槽的前端用于封堵第一键槽和第二键槽；

步骤（4）中并将连接杆和围板安装到底板上具体过程为：将连接杆螺纹连接在底板上表面四角处的螺纹孔内，然后把前侧板的后表面、左侧板的右表面、后侧板的前侧面以及右侧板的左侧面均涂抹上防止材料粘黏的油性材料，接着把前侧板、左侧板、后侧板和右侧板贴着四根连接杆合围成上下通透的矩形筒体结构，四根连接轴位于矩形筒体结构四角处，接着将右侧板上的螺栓穿过外接板上的安装孔并用螺母拧在螺栓上将外接板压紧。

步骤（5）制作水力压裂试件的具体过程为：将本模具推动到搅拌好的试件材料旁边，把支撑滚轮收进方形槽内，将本模具放置到震动装置上，把制作试件的材料倒进围板和底板组成的腔室内，开启震动装置对腔室内的材料进行震动，震实后关闭震动装置，打开支撑滚轮，将模具和试件移动至试件安放室，试件在室温凝结、保湿处理一周后，进行脱模；

脱模的具体过程为：首先把螺母拧下，将前侧板、左侧板、后侧板和右侧板全部打开，然后使用扳手卡住扳手卡口结构，将四根连接杆分别从螺纹孔上拧下，当连接杆被拧下以后，水力压裂试件即可轻松取下，水力压裂的试件的脱模即完成。

由于前侧的两个手动折叠组件的结构相同且左右对称，后侧的两个手动折叠组件结构相同且左右对称，前侧的两个手动折叠组件与后侧的两个手动折叠组件前后一一对称，在此，仅对位于底板前侧左部的支撑滚轮收进方形槽内的方式进行叙述，其它不再一一赘述，把支撑滚轮收进方形槽内的具体过程为：首先把本装置的底板前侧向上抬起，手握支撑滚轮，将位于底板前侧左部的连接轴向后拉动，位于圆形环板和方形槽后侧壁之间的弹簧受到挤压，平键后移至脱离第一键槽，然后旋转连接轴和支撑滚轮，使平键对准第二键槽，缓慢松开支撑滚轮，在弹簧的作用下，平键插入进第一键槽内，至此，支撑滚轮被折叠放入方形槽内。

本实用新型具有以下有益效果：在使用本实用新型制造水力压裂试件模具时 ，可以将制造模具所用的材料倒进底板与前侧板、左侧板、后侧板和右侧板组成的正方体结构中，操作方便，连接杆分别通过螺纹孔连接在底板上，连接杆的上端还设有扳手卡口结构，这样设计使试件在凝固以后可以拆下连接杆以便于取下试件，前侧板、左侧板、后侧板和右侧板合围上下通透的矩形筒体结构，在前侧板上设有外接板，并通过螺栓螺母将外接板压紧放止添加材料时材料外泄，在试件凝固以后可以将围板和连接杆一起取下，更加方便试件的脱模，模具的底板的四个角上设置有四个方形槽，底板前侧壁和后侧壁上设有通孔和盲孔，通孔上设有第一键槽和第二键槽来配合连接轴及其连接轴上的平键，通孔上设有堵头，第一键槽和第二键槽上设有堵块，堵头和堵块可以限制连接轴前后水平方向上的移动，弹簧顶压圆形环板和方形槽侧壁，可以给手动折叠组件的连接轴转动时提供一个水平方向上的预紧力，使支撑滚轮的收起和取出更加方便，堵头和堵块的设置也更加方便了本装置的加工、制造以及组装。

附图说明

图1是本实用新型在轮子收起状态下的结构示意图；

图2是本实用新型的仰视图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是本实用新型可折叠轮子机构的示意图；

图5是本实用新型方形槽的横向剖面图。

具体实施方式

如图1-图5所示，本实用新型的可拆卸移动式压裂试件模具，包括底板1、围板、连接件和支撑滚轮13，底板1水平设置，底板1底部四角处分别开设有一个方形槽7，底板1上表面的四角处均开设有螺纹孔，连接件包括四根均沿垂直方向设置的连接杆2，每根连接杆2的下端部均螺纹连接在底板1上表面的螺纹孔内，围板设置在底板1上并位于四根连接杆2外侧，围板与底板1之间形成顶部敞口的长方体腔室；

支撑滚轮13通过折叠组件设置在方形槽7内，前侧的两个手动折叠组件的结构相同且左右对称，后侧的两个手动折叠组件结构相同且左右对称，前侧的两个手动折叠组件与后侧的两个手动折叠组件前后一一对称；

位于底板1前侧左部的一个手动折叠组件包括连接轴11、圆形环板14和弹簧15，底板1前侧壁左侧的方形槽7的前侧壁和后侧壁沿前后水平方向分别开设有通孔8和盲孔20，通孔8和盲孔20的中心线重合，通孔8的孔壁上沿轴向方向开设有第一键槽9和第二键槽10，第一键槽9位于通孔8的底部，第二键槽10位于通孔8的右部，第一键槽9所在的平面和第二键槽10所在的平面的夹角为90°；

连接轴11沿前后水平插设在通孔8和盲孔20内，连接轴11的前端设有平键12，所述平键12滑动配合在第二键槽10内，圆形环板14同轴向固定连接在连接轴11的后部，弹簧15套设在连接轴11上且位于圆形环板14后侧；支撑滚轮13通过安装架设置在连接轴11中部且支撑滚轮13与平键12位于同一平面，通孔8内的前侧设有堵头19，第一键槽9和第二键槽10内的前侧均设有一个堵块18，堵块18和堵头19的前端与底板1前侧壁齐平，堵块18后端位于堵头19后端的后侧，在弹簧15两端分别与方形槽7后侧壁和圆形环板14后侧顶压配合，在弹簧15的作用下，平键12前端与堵块18后端顶压接触。

围板包括前侧板3、左侧板4、后侧板5和右侧板6，前侧板3的左侧边和左侧板4的前侧边通过第一合页铰接，左侧板4的后侧边和后侧板5的左侧边通过第二合页铰接，后侧板5的右侧边和右侧板6的后侧边通过第三合页铰接，前侧板3、左侧板4、后侧板5和右侧板6合围成上下通透的矩形筒体结构，矩形筒体结构设置在底板1上表面，四根连接杆2位于矩形筒体结构内侧并与矩形筒体结构接触，前侧板3右侧边与右侧板6前侧边之间设有定位组件。

定位组件包括外接板16和若干个螺栓17，外接板16固定在前侧板3的右侧部前表面且向右延伸设置，外接板16的右侧开设有若干安装孔21，若干安装孔21上下并排设置，每个安装孔21均为沿水平方向的长孔，若干螺栓17固定在右侧板6前侧，若干螺栓17的前端分别对应插设在若干安装孔21内，螺栓17上螺纹连接有将外接板16压紧的螺母。

连接杆2的上端均设有扳手卡口结构。

可拆卸移动式压裂试件模具的制作、组装和使用方法，包括以下步骤：

（1）制作围板，铸造预留有四个方形槽7的底板1并在围板上固定定位组件；

（2）加工底板1；

（3）安装支撑滚轮13和手动折叠组件，

（4）将连接杆2和围板安装到底板1上；

（5）制作水力压裂试件。

步骤（1）中制作围板并围板上固定定位组件的具体过程为：加工同一边长的呈正方形的前侧板3、左侧板4、后侧板5和右侧板6，加工出一块呈矩形的外接板16，外接板16的长度小于等于前侧板3的边长，外接板16的右侧开设若干上下并排设置的安装孔21，每个安装孔21均为沿水平方向的长孔，将前侧板3的左侧边和左侧板4的前侧边通过第一合页铰接，左侧板4的后侧边和后侧板5的左侧边通过第二合页铰接，后侧板5的右侧边和右侧板6的后侧边通过第三合页铰接，然后将外接板16的左侧后表面焊接在前侧板3右侧前表面，把若干螺栓17沿前后水平方向焊接在右侧板6的前侧，螺栓17与安装孔21在高度上一一对应设置。

步骤（2）中加工底板1的具体过程为：由于位于底板1前侧的两个通孔8以及两个盲孔20分别左右对称设置，而位于底板1后侧的两个通孔8以及两个盲孔20与位于底板1前侧的两个通孔8以及两个盲孔20一一对称，每个通孔8上的第一键槽9和第二键槽10也按照上述方式设置，在此，仅对位于底板1前侧左部的通孔8、第一键槽9和第二键槽10加工方式进行叙述，其它不再一一赘述，位于底板1前侧左部的通孔8、盲孔20、第一键槽9和第二键槽10加工方式为：首先在底板1前侧左部钻取一个贯穿位于底板1前侧左部方形槽7的通孔8，通孔8钻取完成后，在方形槽7后侧壁上钻取盲孔20，盲孔20与通孔8同轴线设置，在通孔8的孔壁上分别沿轴线方向开设第一键槽9和第二键槽10，第一键槽9位于通孔8底部，第二键槽10位于通孔8右部，第一键槽9和第二键槽10的夹角为90°，键槽开设完成后，在底板1上表面的四角处钻取四个螺纹孔。

步骤（3）中安装支撑滚轮13和手动折叠组件的具体过程为：由于前侧的两个手动折叠组件的结构相同且左右对称，后侧的两个手动折叠组件结构相同且左右对称，前侧的两个手动折叠组件与后侧的两个手动折叠组件前后一一对称，在此，仅对位于底板1前侧左部的手动折叠组件及其支撑滚轮13安装方式进行叙述，其它不再一一赘述，位于底板1前侧左部的手动折叠组件安装方式为：首先将平键12焊接在连接轴11前部外侧，将连接轴11插设进位于底板1前侧面上的通孔8内，使平键12滑动配合在第一键槽9内，然后将圆形环板14和弹簧15水平放置到方形槽7内，从连接轴11的后端依次套设在连接轴11上，选择合适的位置将圆形环板14焊接在连接轴11上，圆形环板14固定后，继续将连接轴11插设进盲孔20内，连接轴11安装完成；接着将安装架焊接在连接轴11底部并将支撑滚轮13安装在安装架上，支撑滚轮13安装完成后，将堵头18固定在通孔8前端用于封堵通孔8，将两个堵块19分别固定在第一键槽9和第二键槽10的前端用于封堵第一键槽9和第二键槽10；

步骤（4）中并将连接杆2和围板安装到底板1上具体过程为：将连接杆2螺纹连接在底板1上表面四角处的螺纹孔内，然后把前侧板3的后表面、左侧板4的右表面、后侧板5的前侧面以及右侧板6的左侧面均涂抹上防止材料粘黏的油性材料，接着把前侧板3、左侧板4、后侧板5和右侧板6贴着四根连接杆2合围成上下通透的矩形筒体结构，四根连接轴11位于矩形筒体结构四角处，接着将右侧板6上的螺栓17穿过外接板16上的安装孔21并用螺母拧在螺栓17上将外接板16压紧。

步骤（5）制作水力压裂试件的具体过程为：将本模具推动到搅拌好的试件材料旁边，把支撑滚轮13收进方形槽7内，将本模具放置到震动装置上，把制作试件的材料倒进围板和底板1组成的腔室内，开启震动装置对腔室内的材料进行震动，震实后关闭震动装置，打开支撑滚轮13，将模具和试件移动至试件安放室，试件在室温凝结、保湿处理一周后，进行脱模；

脱模的具体过程为：首先把螺母拧下，将前侧板3、左侧板4、后侧板5和右侧板6全部打开，然后使用扳手卡住扳手卡口结构，将四根连接杆2分别从螺纹孔上拧下，当连接杆2被拧下以后，水力压裂试件即可轻松取下，水力压裂的试件的脱模即完成。

由于前侧的两个手动折叠组件的结构相同且左右对称，后侧的两个手动折叠组件结构相同且左右对称，前侧的两个手动折叠组件与后侧的两个手动折叠组件前后一一对称，在此，仅对位于底板1前侧左部的支撑滚轮13收进方形槽7内的方式进行叙述，其它不再一一赘述，把支撑滚轮13收进方形槽7内的具体过程为：首先把本装置的底板1前侧向上抬起，手握支撑滚轮13，将位于底板1前侧左部的连接轴11向后拉动，位于圆形环板14和方形槽7后侧壁之间的弹簧15受到挤压，平键12后移至脱离第一键槽9，然后旋转连接轴11和支撑滚轮13，使平键12对准第二键槽10，缓慢松开支撑滚轮13，在弹簧15的作用下，平键12插入进第一键槽9内，至此，支撑滚轮13被折叠放入方形槽7内。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。