[发明专利]岩石三轴压裂装置

说明书

本发明公开了一种岩石三轴压裂装置，它包括：支架、主腔体、推送机构、水平施力机构、旋转压杆和顶部施力机构；主腔体紧固连接在支架上，主腔体上具有用于容置待测岩石的贯通腔；推送机构设置在支架的底部，推送机构包括第一液压缸和托板；两水平施力机构分别固定连接在主腔体相互垂直的两侧面上，水平施力机构包括固定块和第二液压缸，在每一第二液压缸的活塞杆的顶端固定连接压块，在压块上设置电磁感应器；两旋转压杆分别设置在主腔体上与水平施力机构相对的侧面上，旋转压杆包括螺旋杆和手柄；顶部施力机构包括顶板、第三液压缸和压板，顶板设置在主腔体的顶部，压板固定连接在第三液压缸的活塞杆顶端。

技术领域

本发明涉及一种岩石三轴压裂装置，属于岩石及岩体力学与工程技术领域。

背景技术

水力压裂已经作为提高油气井产量、注水井注入量的主要措施，国内低渗油田的产量和通过水力压裂改造获得的产量也在逐渐增加，特别是现在正处石油工业不景气的时代，对水力压裂技术的广泛应用和深入认真的研究有望给石油工业注入新的活力和生机，水力压裂技术的最优实施和关键性技术的突破，将给石油工业带来不可估量的前景。室内模拟实验是认识水力裂缝起裂和扩展规律的有效研究手段。

当前的真三轴水力压裂设备，大多数无法施加分层应力，模拟真实的地层应力变化。水力压裂过程中，实时判断裂缝走势，当前的设备基本都是基于声发射进行裂缝监测，判断裂缝走势，并需要进行相应的后处理，并不能实时的知道裂缝如何起裂与裂缝延伸的实时走向，而且，当前设备的机械化程度低，需要耗费极大的人力，使实验效率较低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于实验模拟地层水力压裂过程的岩石三轴压裂装置，该装置考虑地层分层应力的影响，能够实时监控岩石起裂和裂缝延伸走向，保证室内模拟实验结果的可信度，同时，该装置的机械化程度高，能够减少实验中的人为误差，提高实验精度和实验效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种岩石三轴压裂装置，其特征在于，它包括：支架；

主腔体，所述主腔体紧固连接在所述支架上，所述主腔体上具有用于容置待测岩石的贯通腔；

推送机构，所述推送机构设置在所述支架的底部，所述推送机构包括第一液压缸和托板，三个所述第一液压缸的缸体竖直贯穿所述主腔体，且分设在所述贯通腔的四周不同方位上，所述托板与每一所述第一液压缸的活塞杆固定连接；

水平施力机构，两所述水平施力机构分别固定连接在所述主腔体相互垂直的两侧面上，所述水平施力机构包括固定块和第二液压缸，所述固定块通过螺栓固定连接在所述主腔体的侧面上，在所述固定块上且与所述主腔体的侧面贴合的端面上垂直阵列多个所述第二液压缸，每一所述第二液压缸的活塞杆端伸入所述主腔体的所述贯通腔内，在每一所述第二液压缸的活塞杆的顶端固定连接压块，在所述压块上设置电磁感应器；

旋转压杆，两所述旋转压杆分别设置在所述主腔体上与所述水平施力机构相对的侧面上，所述旋转压杆包括螺旋杆和手柄，所述螺旋杆转动连接在所述主腔体上且其一端伸入所述主腔体的所述贯通腔内，所述手柄固定连接在所述螺旋杆的另一端上；

顶部施力机构，所述顶部施力机构包括顶板、第三液压缸和压板，所述顶板通过三个立柱支撑设置在所述主腔体的顶部，所述第三液压缸的缸体竖直固定在所述顶板上，所述第三液压缸的活塞杆穿过所述顶板后伸入所述主腔体的所述贯通腔内，所述压板固定连接在所述第三液压缸的活塞杆顶端。

所述主腔体、顶板、压板和托板的中心在同一轴线上，所述第三液压缸竖直穿设在所述顶板的中心位置，所述贯通腔位于所述主腔体的中心位置。

在所述托板的底面中心位置设置旋转座，所述旋转座伸出所述托板顶面的一端固定连接底板。

在所述压板的外周固定连接边框，在所述边框的四周边沿处均布多个顶紧螺栓。