[发明专利]基于风箱式的内外温控保真取芯器实验平台

说明书

本发明涉及基于风箱式的内外温控保真取芯器实验平台，包括箱体、外部加热系统以及用于模拟保真取芯器保真舱的压力实验舱，压力实验舱的舱体的内壁设有电加热结构，压力实验舱的舱壁上设有侧孔；压力实验舱置于箱体中，箱体上设有进风口、出风口以及供实验管路穿过的第一预留孔；外部加热系统包括暖风机组件，暖风机组件的出口通过进风管路与所述进风口相连。本发明可模拟高温环境，可给压力实验舱提供高温环境，利于还原真实的原位环境，使实验更为完整、客观，数据更加可靠；本发明可内外同时加热，可提高加热效率，利于缩短实验时间，提高实验效率；内部的电加热结构设于加压加热中间件上，不用改变保压实验舱的结构，可降低实验成本。

技术领域

本发明涉及取芯装置试验系统技术领域，尤其涉及基于风箱式的内外温控保真取芯器实验平台。

背景技术

地球浅部矿产资源已逐渐枯竭，向地球深部进军是近期和未来我国科技创新的重要方向。不同深部赋存岩层原位岩石力学行为规律是深地钻探、深部资源开发利用、地球应用科学的先导性科学与理论基础。

深部岩石的物理力学以及化学生物等特性与其所处原位环境条件密切相关，取芯过程的原位环境损失将导致岩芯的理化性质和力学性质失真且不可逆转，其攻关的核心与关键是如何获取深部环境条件下的原位岩芯，并在原位保真状态下进行实时加载测试与分析。

目前的，原位保真取芯装置，利用钻具钻取岩芯后将岩芯存储在储芯管中，通过与储芯管相连的保压、保温及保湿装置来实现对岩芯原位环境的模拟。在进行岩芯钻取前，需要验证其保压能力，因而保压舱的耐压能力测试平台应运而生。

保压舱的耐压能力测试平台通常包括保压实验舱、液压系统等，通过液压系统向保压实验舱内注入高压液体来验证保压实验舱的保压性能。目前的耐压能力测试平台都只能进行压力实验，而可靠的原位环境通常是高温环境，现有的耐压能力测试平台无法模拟高温环境，当然也就无法验证保压舱在该高温环境下的耐压性能。

此外，现有的保压实验舱通过在筒壁上钻孔来实现与液压管路连接，钻机钻孔会损害保压实验舱，进而使实验结果不可靠。

发明内容

本发明旨在提供基于风箱式的内外温控保真取芯器实验平台，可模拟高温环境，利于提高实验的完整性和准确性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于风箱式的内外温控保真取芯器实验平台，包括箱体、外部加热系统以及用于模拟保真取芯器保真舱的压力实验舱，所述压力实验舱的舱体的内壁设有电加热结构，压力实验舱的舱壁上设有侧孔；

所述压力实验舱置于箱体中，所述箱体上设有进风口、出风口以及供实验管路穿过的第一预留孔；所述外部加热系统包括暖风机组件，所述暖风机组件的出口通过进风管路与所述进风口相连。

进一步的，所述压力实验舱的舱体包括第一试验件、第二试验件和加压加热中间件，第一试验件与第二试验件通过加压加热中间件相连，所述电加热结构和侧孔均设于加压加热中间件上。

进一步的，所述第二试验件中安装有用于实现保压实验舱下端密封关闭的翻板阀；翻板阀包括阀座、阀瓣和弹性件，阀瓣一端与阀座上端外侧壁活动连接，阀座顶部有与阀瓣匹配的阀口密封面。

进一步的，所述压力实验舱还包括中心杆和岩心筒，中心杆下端伸进岩心筒内，所述箱体上轴向正对所述中心杆的位置有用于提拉中心杆的第二预留孔；

中心杆下端有外台阶，岩心筒上端有与所述外台阶适配的内台阶，当向上提升中心杆至所述外台阶与内台阶相抵时，中心杆可带动岩心筒同步向上移动；

当岩心筒位于阀座中时，阀瓣开启90°且位于岩心筒与第二试验件之间；当通过中心杆将岩心筒向上提升至一定高度时，阀瓣在弹性件及重力作用下回到阀座顶面与阀口密封面密封接触；