[发明专利]高温高压条件下岩石导热系数的测量装置

权利要求书

1.一种高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，由底座和顶座固定连接，构成支撑框架，实验仓设置在该支撑框架内，实验仓外部设有实验仓保温框；实验仓上部设有法向压力施加装置及法向力荷重传感器；实验仓侧面设有围压施加装置和围压传感器，其特征在于，该测量装置的顶部设置有圆柱状吸热装置，该圆柱状吸热装置的外面设有水循环散热装置，两侧设有进出水口；该圆柱状吸热装置中部的传力柱兼作导热柱，具传力和吸热功能；测试试样空间位于传力柱底部与热流调节器顶部之间，由绝热层、钢套、橡胶套组成，试样上下断面用密封圈密封，并设有热电偶；该钢套和橡胶套、钢体圆腔壁围成油腔，油腔一侧设有输油管道、温度控制器、加热器；岩石试样顶部和底部设置有热电偶，通过数据线与外界的数据控制及采集系统连接；所述热流调节器下部为刚性板，热源设置在该刚性板下部；圆柱状吸热装置的外面设有水循环散热装置；在圆柱状吸热装置与待测样品之间设有缓冲板；试样上下断面用密封圈密封，试样外面设有样品钢套和橡胶套；钢套和橡胶套绕于试样的外侧，用以固定试样；该钢套和钢体圆腔围成油腔，在该油腔的一侧设有输油管道，该输油管道内设有温度控制器、加热器；该测量装置中还设有计算机控制的数据采集装置，该数据采集装置由测量控制器和计算机组成；所述法向力荷重传感器、温度控制器、围压传感器、热流调节器、热电偶传输系统，经转接口传输给所述的计算机；所述法向力施加装置和围压施加装置的驱动及温度控制由该计算机数据采集控制软件控制。

2.根据权利要求1所述的高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，其特征在于，所述法向压力施加装置与圆柱体吸热装置的导热柱之间设有刚性传压板。

3.根据权利要求1所述的高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，其特征在于，所述圆柱状吸热装置，包括绝热套、吸热装置、进出水口，所述导热柱兼具传力，其底部与试样之间设有密封圈；所述油腔侧面上设有输油管道；所述温度传感器设置在输油管道内。

4.根据权利要求3所述的高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，其特征在于，所述测样试样空间钢体上设有输油管道，所述温度传感器设置在输油管道内；所述实验仓与围压施加装置固定在支撑框架上，通过输油管道连接，该温度控制器中的加热系统和温度感应器设置在输油通道内，使实验仓内试样温度达到实验要求。

5.根据权利要求1所述的高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，其特征在于，所述热电偶用来测量岩石试样顶部与底部之间的温度差和热源水平。

6.根据权利要求1所述的高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，其特征在于，所述热源是钢体圆腔底部及直流电源加热器组成，提供稳定的热流量。

7.根据权利要求1所述的高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，其特征在于，所述的钢体圆腔和绝热套采用一体化的设计，使整体密封性更好。

8.根据权利要求1所述的高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，其特征在于，所述的法向施加装置由伺服电机、减速器、升降机组成机械执行机构和法向力控制单元组成，采用机械结构替代液压执行装置；同时设有法向力控制单元，该法向力控制单元由荷重传感器、测量控制电路组成，通过计算机软件实现法向力的闭环控制。

9.根据权利要求1所述的高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，其特征在于，所述法向力施加装置中，设置有不同量程的多个荷重传感器，适应不同试验对法向力要求，以提高法向力的测量精度；所述围压及温度施加装置中，设置有不同量程的多个荷重传感器、温度传感器，适应不同试验对围压、温度的要求，提高测量导热系数的精度及范围；所述围压施加装置由液压伺服机、升降机和温度控制单元组成；围压控制单元由荷重传感器、测量控制电路组成，通过计算机软件实现围压及温度的闭环控制。

10.根据权利要求1-9之一所述的高温高压条件下岩石导热系数的测量装置，其特征在于，所述计算机控制的数据采集装置的计算机数据采集软件完成的内容为传感器的标定，对各控制对象发出指令，采集数据并记录，实时绘制法向力与围压、温度曲线，并将记录的数据以Eecel的文件格式输出。