[发明专利]用于高温岩石在不同温度条件下切削的实时测试系统

说明书

本发明公开了一种用于高温岩石在不同温度条件下切削的实时测试系统，包括固定座、岩样加热保温装置、进给切削系统和实时测量系统，岩样加热保温装置水平安装在固定座上；岩样加热保温装置包括岩样加热套筒和滑动套筒，岩样加热套筒和滑动套筒两端均开口，滑动套筒沿岩样加热套筒轴向装填在岩样加热套筒内；在滑动套筒侧壁以及岩样加热套筒侧壁上沿轴向开有对应的贯通槽；进给切削系统包括切削齿和直线滑轨，切削齿设置在直线滑轨上；实时测量系统包括控制器和多个传感器。本发明要求保护的实时测试系统能够模拟岩石无水切削时，岩石和切削齿的发热状态和程度，对研究切削齿材料、钻头寿命和切削效率等均有很强的实践意义。

技术领域

本发明涉及一种实验装置，尤其涉及一种用于高温岩石在不同温度条件下切削的实时测试系统。

背景技术

在现有技术中，切削齿在切削岩石时，会有摩擦发热现象，如果在无水环境下，这种发热现象会尤为剧烈，而且切削具的刀尖温度上升极快，高温对切削齿的性能、岩石特性等均有很大程度的影响。因此，需要通过模拟岩石无水切削工况对切削齿材料、钻头寿命和切削效率等进行研究，从而获得实际工况下切削齿材料的选配、钻头更换周期以及在不同时间段内切削齿的切削效率。

发明内容

针对上述现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种用于高温岩石在不同温度条件下切削的实时测试系统，本系统能够模拟岩石无水切削时，岩石和切削齿的发热状态和程度，对研究切削齿材料、钻头寿命和切削效率等均有很强的实践意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于高温岩石在不同温度条件下切削的实时测试系统，包括固定座、岩样加热保温装置、进给切削系统和实时测量系统，所述岩样加热保温装置水平安装在固定座上；岩样加热保温装置包括岩样加热套筒和滑动套筒，岩样加热套筒和滑动套筒两端均开口，滑动套筒沿岩样加热套筒轴向装填在岩样加热套筒内，在岩样加热套筒的筒壁内沿轴向装填多根加热片，相邻两根加热片沿套筒侧壁走向等间隔分布；在滑动套筒侧壁以及岩样加热套筒侧壁上沿轴向开有对应的贯通槽；所述进给切削系统包括切削齿和直线滑轨，切削齿设置在直线滑轨上，直线滑轨沿滑动套筒的轴向设置；实时测量系统包括控制器和多个传感器，多个传感器分别实时采集切削过程中切削齿和岩石的温度变化、切削力以及切削齿在直线滑轨上的位移信息，传感器将采集到的信息上传至控制器。

优选地，还包括夹持回转系统，所述夹持回转系统包括水平安装在固定座上的旋转电机，所述旋转电机的输出轴上安装有夹持卡盘，所述夹持卡盘夹住所述岩样加热保温装置的一端。

优选地，所述进给切削系统还包括切削齿加热套筒和切削齿夹具，切削齿安装在切削齿夹具的端部；所述切削齿夹具沿切削齿加热套筒轴向装填至切削齿加热套筒内，在切削齿加热套筒的筒壁内沿轴向装填多根加热片，相邻两根加热片沿套筒侧壁走向等间隔分布。

优选地，还包括保温套，保温套套在岩样加热套筒上，保温套侧壁开有与岩样加热套筒上贯通槽相应的贯通槽；所述夹持卡盘夹住所述保温套。

优选地，还包括装配在所述岩样加热套筒两端的端盖，其中一端端盖开孔供加热片和传感器的连接线缆进入岩样加热套筒内，所述端盖与保温套内壁之间螺纹连接；靠近夹持卡盘的端盖内设置有弹簧，弹簧位于滑动套筒内。

优选地，还包括密封板，所述密封板包括一体成型的插块和外板，插块形状与贯通槽匹配，外板覆盖在插块上，插块进尺深度大于保温套、岩样加热套筒的壁厚；在岩样加热套筒的贯通槽的两侧槽壁上沿岩样加热套筒轴向加工有滑动槽，插块对应滑动槽的部位加工有滑块。

优选地，所述外板长度大于插块的长度，插块插入至所述贯通槽内时，外板具有突出岩样加热套筒端面的一部分板面，在所述突出的板面朝向岩样加热套筒轴线的一面设置有盖板，盖板与岩样加热套筒端面平行。

优选地，在切削齿加热套筒外套有保温层，所述保温层为双层结构，内层与切削齿加热套筒固定装配，外层沿切削齿轴向套筒轴向滑动。