[实用新型]一种岩体力学特性室内钻进感知试验系统

权利要求书

1.一种岩体力学特性室内钻进感知试验系统，其特征在于，包括岩体试样、加载子系统、钻进子系统、控制子系统和监测子系统，所述控制子系统分别与加载子系统、钻进子系统和监测子系统连接；

所述加载子系统用于对岩体试样施加围压和轴压；其中，所述岩体试样内模拟设置溶洞、断层和破碎带；

所述钻进子系统包括钻机，用于对所述岩体试样进行钻进；

所述监测子系统用于对所述钻机的钻进参数进行监测；其中，所述钻进参数包括钻进压力、钻机扭矩、钻杆振动加速度、钻进速度和钻杆转速；

所述控制子系统用于控制所述加载子系统施加围压和轴压，还用于控制所述钻机的工作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加载子系统包括底座、压力室，反力架、伺服油泵和千斤顶；

所述压力室设置于底座上，所述压力室内放置有岩体试样；所述反力架固定支撑所述伺服油泵的一端，所述伺服油泵的另一端连接千斤顶，用于为所述千斤顶提供加载力；所述千斤顶设置于压力室的周围，所述千斤顶包括围压千斤顶和轴压千斤顶，所述围压千斤顶和轴压千斤顶分别用于对所述岩体试样施加围压和轴压。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述钻进子系统还包括钻机伺服电机和钻进支架；所述钻机伺服电机连接钻机，用于为钻机的钻进提供动力，所述钻进支架固定于所述底座上，且位于所述压力室的一侧，所述钻进支架用于支撑所述钻机和钻机伺服电机。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述压力室靠近钻机的一侧设置有预留孔，所述钻机的钻头通过所述压力室的预留孔与所述岩体试样接触，在所述钻机伺服电机的驱动下进行钻进。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述钻进支架上固定安装有钻机夹持机构，所述钻机夹持机构用于固定所述钻机的钻杆。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测子系统包括钻进监测模块、试样监测模块和设备安全监测模块；

所述钻进监测模块用于监测钻机的钻进参数；所述试样监测模块用于监测钻进过程中岩体试样的应变和振动；所述设备安全监测模块用于监测系统的运行状况。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述钻进监测模块包括钻进压力传感器、钻进位移传感器、钻杆转速传感器、振动加速度传感器和钻机扭矩传感器；

所述钻进压力传感器用于监测钻机的钻进压力，所述钻进位移传感器用于监测钻机的钻进速度，所述钻杆转速传感器用于监测钻杆转速，所述振动加速度传感器用于监测钻杆振动加速度，所述钻机扭矩传感器用于监测钻进过程中的钻机扭矩。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述试样监测模块包括加速度传感器和应变计，所述加速度传感器和应变计分别连接岩体试样，所述加速度传感器用于获取钻进过程中岩体试样的振动信号，所述应变计用于监测钻进过程中岩体试样的应力应变。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述设备安全监测模块包括温度传感器和摄像机；所述温度传感器用于监测钻机温度，所述摄像机用于记录钻机钻进过程的高速视频影像。

10.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制子系统包括逻辑控制器，所述逻辑控制器分别连接监测子系统、伺服油泵和钻机伺服电机，所述逻辑控制器用于接收监测子系统各传感器的监测信号，与设定值进行对比，并向伺服油泵和钻机伺服电机发送控制信号，以控制伺服油泵为所述千斤顶提供加载力，并通过所述钻机伺服电机控制钻机的工作。