[发明专利]一种用于激光钻进实验的岩石围压加载装置

权利要求书

1.一种用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：包括围压加载体(100)、轴向加载系统(200)、径向围压系统(300)、激光发射系统和数据信息采集系统，所述围压加载体(100)包括围压加载仓(101)、加载活塞(102)和乳胶隔离膜(109)，围压加载仓(101)为上端开口的空心圆柱体，其外底面固定在基座(106)上，其内底面设有用于放置岩石试样(600)的底座(107)，加载活塞(102)中心设有用于供激光透过的通孔，轴向加载系统(200)向加载活塞(102)施加轴向压力，使加载活塞(102)向岩石试样(600)施加轴向压力，实现岩石试样(600)所受轴向应力的加载与调节，乳胶隔离膜(109)用于包覆岩石试样(600)，加载活塞(102)与围压加载仓(101)内壁之间通过第一环形密封圈(103)进行密封，在围压加载仓(101)内形成密闭空间，径向围压系统(300)向围压加载仓(101)内注入或导出高压液体，实现岩石试样(600)所受径向应力的加载与调节，乳胶隔离膜(109)与加载活塞(102)外壁之间通过第二环形密封圈(108)进行密封，隔绝岩石试样(600)与围压加载系统(300)注入的高压液体，激光发射系统用于向岩石试样(600)照射激光，进行钻进实验，数据信息采集系统用于采集岩石试样(600)所受轴向应力和径向应力的数据以及观察围压加载仓(101)内高压液体注入的情况和岩石试样(600)表面激光钻进的情况。

2.根据权利要求1所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述围压加载仓(101)侧壁上设有第一导液口(105)和第二导液口(104)，第二导液口(104)位于第一导液口(101)上方，第二导液口(104)高于岩石试样(600)上端面且低于第一密封圈(103)下端面，第一导液口(105)用于向围压加载仓(101)内导入高压液体，第二导液口(104)用于过载排液。

3.根据权利要求1所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述轴向加载系统(200)包括液压控制回路以及若干相同液压缸(201)，液压缸(201)均匀分布于加载活塞(102)正上方，液压控制回路包括油箱(202)、滤油器(203)、液压泵(204)、减压阀(206)、溢流阀(207)、压力表(209)、冷却器(208)和电磁换向阀(205)，液压缸(201)并联后与液压控制回路连通。

4.根据权利要求3所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述液压缸(201)的活塞杆上设有液压推板(2010)，液压推板(2010)上安装橡胶缓冲垫(2011)。

5.根据权利要求4所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述加载活塞(102)上端面设有定位孔，定位孔与橡胶缓冲垫(2011)形状、大小均相同，定位孔在加载活塞(102)上的位置与液压缸(201)在加载活塞(102)上方的位置一一对应。

6.根据权利要求1所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述径向围压系统(300)包括电机(301)、丝杠推杆(302)、液压加载缸(303)以及压力表(304)、阀门(305)和密封接头(306)，电机(301)的输出轴和液压加载缸(303)的活塞杆均连接在丝杠推杆(302)上，液压加载缸(303)、压力表(304)、阀门(305)通过导管依次连接并通过密封接头(306)与第一导液口(105)连通。

7.根据权利要求1所述的用于激光钻进实验的岩石围压加载装置，其特征在于：所述数据信息采集系统包括轴向压力传感器(403)、轴向应变片(404)和径向压力传感器(406)、径向应变片(405)以及第一摄像头(401)和第二摄像头(402)，轴向压力传感器(403)安装在岩石试样(600)顶部，轴向应变片(404)安装在岩石试样(600)底部，径向压力传感器(406)和径向应变片(405)均安装在岩石试样(600)侧面，第一摄像头(401)安装在的加载活塞(102)上方，第二摄像头(402)安装在围压加载仓(101)外侧。