一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，包括环境模拟组件和加压组件，环境模拟组件包括观测筒、上盖板和下盖板，观测筒的上端设置有第一上凸沿，下端设置有第一下凸沿，观测筒内设置有加压筒，加压筒的上端设置有第二上凸沿，下端设置有第二下凸沿，加压筒的内部形成置样腔，上盖板上开设有通孔，观测筒与加压筒之间形成加压腔；加压组件包括通过进水管道与观测筒相连通的压力泵，进水管道上安装有单向阀。本实用新型结构简单，实现方便且成本低，容易操作，试验安全性高，模拟真实性高，通过调节液压大小能够模拟不同深度煤层煤壁钻孔周围的载荷压力，便于分析钻孔周围的变形及破坏情况。
【专利说明】
一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置
技术领域
[0001]本实用新型属于煤矿井下水力压裂技术领域，具体涉及一种能够有效模拟井下煤壁钻孔周边载荷压力变化情况的圆柱形岩样围压加载模拟试验装置。
【背景技术】
[0002]目前，实验室对带孔方型岩样压缩研究大多数是单轴压缩，钻孔周围的受力是不均匀的，因此很难真实的模拟井下煤壁钻孔周围的情况或是地面向下钻孔孔周围的破坏程度。而单轴压缩带孔方型岩样得到的试验数据较为单一，不能有效的描述井下孔壁真实的变形情况，且现有的模拟试验台只能针对方形钻孔岩样的变形情况进行研究，不能研究圆柱形钻孔岩样。
[0003]钻孔的变形大小和破坏程度对于瓦斯的抽采起关键的作用，而井下事故大多是由瓦斯爆炸引起的。因此钻孔抽采瓦斯可以有效地减少事故的发生，以及资源的充分利用。因而研究钻孔周边应力对钻孔的影响十分重要，岩样加载均布载荷能够有效模拟接近井下真实的地质环境。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置。该模拟试验装置结构简单，实现方便且成本低，容易操作，试验安全性高，模拟真实性高，通过调节液压大小能够模拟不同深度煤层煤壁钻孔周围的载荷压力，便于分析钻孔周围的变形及破坏情况。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:包括环境模拟组件和加压组件，所述环境模拟组件包括观测筒、设置在所述观测筒上端的上盖板和设置在所述观测筒下端的下盖板，所述观测筒的上端沿周向设置有用于安装所述上盖板的第一上凸沿，所述观测筒的下端沿周向设置有用于安装所述下盖板的第一下凸沿，所述观测筒内设置有加压筒，所述加压筒的上端沿周向设置有第二上凸沿，所述加压筒的下端沿周向设置有第二下凸沿，所述第二上凸沿安装在所述上盖板与第一上凸沿之间，所述第二下凸沿安装在所述下盖板与第一下凸沿之间，所述加压筒的内部形成置样腔，所述上盖板上开设有与所述置样腔相对应的通孔，所述观测筒与加压筒之间形成加压腔；所述加压组件包括通过进水管道与所述观测筒相连通的压力栗，所述进水管道上安装有单向阀。
[0006]上述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述观测筒的下部开设有加压孔，所述观测筒的上部开设有泄压孔，所述进水管道的一端连接在所述观测筒上加压孔处，所述进水管道的另一端与所述压力栗相连接。
[0007]上述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述进水管道上安装有压力表。
[0008]上述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述观测筒上泄压孔处连接有排水管道，所述排水管道上安装有阀门。
[0009]上述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述加压筒的两端均沿周向设置有凸起的褶皱。
[0010]上述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述压力栗为手动压力栗。
[0011]上述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述上盖板通过紧固件与所述第一上凸沿相连接，所述下盖板通过紧固件与所述第一下凸沿相连接。
[0012]上述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述紧固件由螺栓和与所述螺栓相配合的螺母构成。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0014]1、本实用新型结构简单，实现方便且成本低，容易操作，试验安全性高，模拟真实性高，通过调节液压大小能够模拟不同深度煤层煤壁钻孔周围的载荷压力，便于分析钻孔周围的变形及破坏情况。
[0015]2、本实用新型能够满足模拟圆柱体轴向带孔岩样围压的加载情况，人力物力耗费少，试验效率高，且该装置拆卸简单，对操作人员要求低。
[0016]3、本实用新型能够对圆柱体状轴向带孔的待测岩样施加均布围压，便于在加载过程观察岩样整体以及钻孔周围的变形情况，通过加压组件可以调节岩样的围压大小，因此能够依据不同深度煤壁钻孔孔壁的周围应力大小，真实的模拟出煤壁钻孔孔壁周围应力的大小，用于研究不同深度的煤壁钻孔孔壁周围的应力分布情况以及钻孔的变形情况。
[0017]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构示意图。
[0019]图2为本实用新型环境模拟组件的剖视图。
[0020]图3为本实用新型上盖板的结构示意图。
[0021]附图标记说明:
[0022]I—观测筒；1-1 一第一上凸沿；1-2—第一下凸沿；
[0023]1-3一加压孔； 1-4一泄压孔； 2—加压筒；
[0024]2-1—第二上凸沿；2-2—第二下凸沿；2-3—褶皱；
[0025]3—上盖板；3-1—通孔；4 一下盖板；
[0026]5 一加压腔；6—压力表；7—单向阀；
[0027]8—阀门；9 一压力栗；10—置样腔。
【具体实施方式】
[0028]如图1?图3所示的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，包括环境模拟组件和加压组件，所述环境模拟组件包括观测筒1、设置在所述观测筒I上端的上盖板3和设置在所述观测筒I下端的下盖板4，所述观测筒I的上端沿周向设置有用于安装所述上盖板3的第一上凸沿1-1，所述观测筒I的下端沿周向设置有用于安装所述下盖板4的第一下凸沿1-2，所述观测筒I内设置有加压筒2，所述加压筒2的上端沿周向设置有第二上凸沿2-1，所述加压筒2的下端沿周向设置有第二下凸沿2-2，所述第二上凸沿2-1安装在所述上盖板3与第一上凸沿1-1之间，所述第二下凸沿2-2安装在所述下盖板4与第一下凸沿1-2之间，其中，第二上凸沿2-1和第二下凸沿2-2可起到加固密封的作用，所述加压筒2的内部形成置样腔10，所述上盖板3上开设有与所述置样腔10相对应的通孔3-1，所述观测筒I的内壁与加压筒2的外壁之间形成封闭的加压腔5;所述加压组件包括通过进水管道与所述观测筒I相连通的压力栗9，所述进水管道上安装有单向阀7。
[0029]如图2所示，本实施例中，所述观测筒I的下部开设有加压孔1-3，所述观测筒I的上部开设有泄压孔1-4，所述进水管道的一端连接在所述观测筒I上加压孔1-3处，所述进水管道的另一端与所述压力栗9相连接。
[0030]如图1所示，本实施例中，所述进水管道上安装有压力表6。
[0031]如图1所示，本实施例中，所述观测筒I上泄压孔1-4处连接有排水管道，所述排水管道上安装有阀门8。
[0032]如图2所示，本实施例中，所述加压筒2的两端均沿周向设置有凸起的褶皱2-3，所述褶皱2-3能够便于待测岩样在加压过程中受到均布载荷，防止加压筒2两端和中心位置变形差异较大而导致待测岩样受力不均匀。
[0033]如图1所示，本实施例中，所述压力栗9为手动压力栗，便于调节不同情况的压力以测量出不同压力条件下待测岩样的变形情况。
[0034]如图1所示，本实施例中，所述上盖板3通过紧固件与所述第一上凸沿1-1相连接，所述下盖板4通过紧固件与所述第一下凸沿1-2相连接，安装牢靠。
[0035]如图2所示，本实施例中，所述紧固件由螺栓和与所述螺栓相配合的螺母构成，便于组装或拆卸。
[0036]实际使用时，待测岩样为圆柱形带孔岩样，加压筒2选用弹性透明橡胶材料制成，观测筒1、上盖板3和下盖板4均选用透明有机玻璃材料制成，装置透明度高便于采集数据，实现环境模拟组件的可视化，便于在测试过程中对待测岩样及钻孔周围的变形情况进行全方位拍摄记录，将待测岩样沿通孔3-1置于置样腔10中且保证待测岩样的外壁与加压筒2的内壁过盈接触，打开单向阀7，关闭阀门8，启动压力栗9向加压腔5内注水，加压腔5内液压增大形成围压加载在待测岩样周侧，通过压力表6可以检测围压大小，采集待测岩样及钻孔周围测试过程中的变形照片，观察其变形情况。
[0037]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:包括环境模拟组件和加压组件，所述环境模拟组件包括观测筒(I)、设置在所述观测筒(I)上端的上盖板(3)和设置在所述观测筒(I)下端的下盖板(4)，所述观测筒(I)的上端沿周向设置有用于安装所述上盖板(3)的第一上凸沿(1-1)，所述观测筒(I)的下端沿周向设置有用于安装所述下盖板(4)的第一下凸沿(1-2)，所述观测筒(I)内设置有加压筒(2)，所述加压筒(2)的上端沿周向设置有第二上凸沿(2-1)，所述加压筒(2)的下端沿周向设置有第二下凸沿(2-2)，所述第二上凸沿(2-1)安装在所述上盖板(3)与第一上凸沿(1-1)之间，所述第二下凸沿(2-2)安装在所述下盖板(4)与第一下凸沿(1-2)之间，所述加压筒(2)的内部形成置样腔(10)，所述上盖板(3)上开设有与所述置样腔(10)相对应的通孔(3-1)，所述观测筒(I)与加压筒(2)之间形成加压腔(5);所述加压组件包括通过进水管道与所述观测筒(I)相连通的压力栗(9)，所述进水管道上安装有单向阀(7)。2.按照权利要求1所述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述观测筒(I)的下部开设有加压孔(1-3)，所述观测筒(I)的上部开设有泄压孔(1-4)，所述进水管道的一端连接在所述观测筒(I)上加压孔(1-3)处，所述进水管道的另一端与所述压力栗(9)相连接。3.按照权利要求1或2所述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述进水管道上安装有压力表(6)。4.按照权利要求2所述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述观测筒(I)上泄压孔(1-4)处连接有排水管道，所述排水管道上安装有阀门(8)。5.按照权利要求1或2所述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述加压筒(2)的两端均沿周向设置有凸起的褶皱(2-3)。6.按照权利要求1或2所述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述压力栗(9)为手动压力栗。7.按照权利要求1所述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述上盖板(3)通过紧固件与所述第一上凸沿(1-1)相连接，所述下盖板(4)通过紧固件与所述第一下凸沿(1-2)相连接。8.按照权利要求7所述的一种圆柱形岩样围压加载模拟试验装置，其特征在于:所述紧固件由螺栓和与所述螺栓相配合的螺母构成。
【文档编号】G01N3/12GK205426682SQ201620202142
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】张天军, 石涛, 潘红宇, 雷雄飞, 董晓刚, 魏文伟, 王乾, 陈阁
【申请人】西安科技大学