[实用新型]一种压裂过程应力冻结实验装置

权利要求书

1.一种压裂过程应力冻结实验装置，其特征在于，包括：

温控系统，包括温箱，以对设置于所述温箱中的试件根据光敏曲线按照预设温度梯度进行相应的升温和降温处理，以实现对于所述试件的应力冻结；所述试件为通过3D打印机打印得到的透明光敏模型；所述光敏曲线为所述光敏模型的光敏曲线；

对所述试件进行固定和施加相应压力的真三轴伺服加载系统；

对所述试件进行相应的压裂实验的压裂体泵送系统，所述压裂体泵送系统的输出端设置于所述温箱中。

2.根据权利要求1所述的压裂过程应力冻结实验装置，其特征在于，所述温箱包括：多孔盖板、密封组件及五个开孔温箱壁；其中：

所述多孔盖板和所述五个开孔温箱壁上均设置有活塞杆入口；

所述多孔盖板上设置有两个循环风入口。

3.根据权利要求1所述的压裂过程应力冻结实验装置，其特征在于，所述温控系统还包括：热源控制系统、直接加热装置、环境加热装置、冷却控制系统、冷却装置及温度检测装置；其中：

所述热源控制系统用于控制所述直接加热装置和所述环境加热装置工作；

所述冷却控制系统用于控制所述冷却装置工作。

4.根据权利要求3所述的压裂过程应力冻结实验装置，其特征在于，所述直接加热装置包括：六个电加热管和六个加热背板；

所述环境加热装置包括：一个热风机；

所述冷却装置包括：六个冷却管；

所述温度检测装置包括：至少六个温度传感器；

所述电加热管设置于所述加热背板中，用于通过直接加热对所述试件的各个方向进行主要升温处理；

所述热风机用于通过升高环境温度对所述试件进行升温补偿；

所述温度传感器分别设置于所述温箱中和所述真三轴伺服加载系统的压板中；

所述加热背板的一侧与所述真三轴伺服加载系统的活塞杆相连；所述加热背板的另一侧贴装有一块所述压板；

所述冷却控制系统用于控制所述冷却管中的冷却液或冷气注入；

所述冷却管设置于所述压板内侧。

5.根据权利要求2所述的压裂过程应力冻结实验装置，其特征在于，所述真三轴伺服加载系统包括：梁柱框架、五套伺服作动器、五套伺服分配器、一套伺服油源、一套伺服运动控制系统、液压系统辅料、自适应串联应力传感器、位移传感器、以及试件安装定位装置；其中：

所述试件安装定位装置设置于所述温箱底部；

所述梁柱框架支撑并使各个活塞杆和所述多孔盖板及所述试件安装定位装置实现可控移动；

所述伺服运动控制系统的输出通过相应的伺服分配器控制对应伺服作动器动作；

所述五套伺服作动器分别通过相应的活塞杆和压板实现对于所述试件的上方及水平方向的压力施加；

所述伺服油源与所述液压系统辅料实现所述五套伺服作动器对相应活塞杆的推动；

所述自适应串联应力传感器测量所述试件各个方向的应力；

所述位移传感器测量所述试件各个方向的位移。

6.根据权利要求5所述的压裂过程应力冻结实验装置，其特征在于，所述自适应串联应力传感器包括：大量程压力传感器、小量程压力传感器、安装套、推力板及弹性体；其中：

所述小量程压力传感器设置于所述安装套内；

所述弹性体设置于所述安装套底部与所述小量程压力传感器之间；

所述推力板与所述安装套顶部之间设置有所述弹性体的变形间隙；

所述小量程压力传感器检测所述推力板的施加压力；

所述大量程压力传感器检测所述安装套的施加压力。

7.根据权利要求4所述的压裂过程应力冻结实验装置，其特征在于，还包括：

消除所述试件表面的剪切应力的自适应加载装置，设置于所述加热背板与活塞杆之间，与活塞杆相连。

8.根据权利要求7所述的压裂过程应力冻结实验装置，其特征在于，所述自适应加载装置包括：四个水平方向组件及两个上下方向组件；其中：

所述水平方向组件包括：固定板、滑动板及滑动模块；滑动模块设置于固定板与滑动板之间，包括对应水平方向位移的多排滚柱带链；

上下方向组件包括：固定板、两个滑动板及两个滑动模块；其中一个滑动模块设置于固定板与一个滑动板之间，另一个滑动模块设置于两个滑动板之间，两个滑动模块分别为水平面上两个正交方向位移的多排滚柱带链。