[发明专利]一种冲击碎岩机理试验装置

权利要求书

1.一种冲击碎岩机理试验装置，其特征在于：包括冲锤机构、碎岩齿夹持组件以及预压力机构；

所述冲锤机构位于碎岩齿夹持组件的上空并正对碎岩齿夹持组件，通过调整冲锤机构的冲击高度和/或冲锤质量来调节岩样受到的冲击功大小；

所述碎岩齿夹持组件包括第一半夹具和第二半夹具，第一半夹具和第二半夹具中心对称并在中心对称处预留有碎岩齿槽，通过改变第一半夹具和第二半夹具的形状来改变碎岩齿槽的形状最终改变碎岩齿的形状和尺寸，从而选出适合特殊地层钻进的碎岩齿；

所述预压力机构在冲锤机构落下前对碎岩齿夹持组件以及碎岩齿底部的测试岩样施加预压力以模拟真实碎岩工况；

所述预压力机构包括加压防回弹组件和岩样夹持固定机构；

所述加压防回弹组件包括弹簧加压器、弹簧提升器和加压连杆；加压连杆位于底部且通过加压连杆将弹簧加压器和弹簧提升器连接；

所述弹簧加压器对加压连杆施加向下的力，包括第一弹簧、手轮、手轮丝杆和第一弹簧下压头，所述第一弹簧下压头下端面与所述加压连杆连接；

所述弹簧提升器用于当第一弹簧卸压时，将加压连杆提升到与第二水平支撑板下侧贴靠位置，方便岩样夹持固定机构安装，包括丝杆、第二弹簧和螺母，所述丝杆下端与所述加压连杆固定，上端依次套装所述螺母和第二弹簧；

所述加压连杆包括加压杆、加压杆一侧的支撑球头和另一侧的U形加压支架，所述U形加压支架用于下压所述碎岩齿夹持组件；

所述岩样夹持固定机构用于给碎岩齿底部的测试岩样施加周向的预压力。

2.如权利要求1所述的冲击碎岩机理试验装置，其特征在于：所述冲锤机构包括冲锤组件以及磁吸升降组件；

所述冲锤组件包括冲锤；

所述磁吸升降组件包括滑轮升降结构和磁吸结构，通过两路开关分别控制，滑轮升降结构与磁吸结构连接调整磁吸结构的升降高度，磁吸结构与冲锤组件采用电磁吸附，通电时磁吸结构吸附冲锤组件上升到一定高度，断电时冲锤落下。

3.如权利要求2所述的冲击碎岩机理试验装置，其特征在于：所述冲锤组件还包括冲锤固定板，其中部设有冲锤安装通孔，安装有冲锤，冲锤上部通过螺纹盲孔连接有磁吸盘，冲锤的外周设置有冲锤定位套，在冲锤固定板两侧上表面和下表面上对称设置有扶正轮；

所述磁吸结构包括电磁铁固定板，在其中部上表面固定连接有吊环，在其下表面固定连接有电磁铁，在其两侧的上表面和下表面对称设置有扶正轮；

所述滑轮升降结构包括竖向的立柱和与立柱连接且平行的两根导杆，两根导杆同时穿过冲锤固定板和电磁铁固定板限定冲锤机构的位移，在立柱的顶部设置有定滑轮结构，定滑轮结构与吊环连接；

沿所述立柱高度方向设置有标尺用于精确控制冲锤下落高度。

4.如权利要求1所述的冲击碎岩机理试验装置，其特征在于：所述碎岩齿夹持组件还包括砧体、第一耳销和第二耳销，砧体外表面设有对称的两个固定槽，用于插入所述第一耳销和第二耳销；

所述砧体内设有异径通孔，异形通孔下侧包括锥面、弧面、圆形面、方形面以及其他不规则面，从异径通孔下侧安装所述第一半夹具和第二半夹具，第一半夹具和第二半夹具夹持衬轴形成一带有盲孔的夹具，该盲孔可夹持所述碎岩齿，同时形成一个与异形通孔下侧形状适配的面，配合并施以轴向敲击力夹住碎岩齿，从异径通孔上侧伸入辅助工具敲卸所述第一半夹具和第二半夹具以更换不同类型的碎岩齿。

5.如权利要求1所述的冲击碎岩机理试验装置，其特征在于：所述岩样夹持固定机构包括第一侧立板、第二侧立板、左立板、右立板、压紧板、压紧垫片、顶紧块和加压丝杠，所述第一侧立板、第二侧立板、左立板、右立板共同围构成了放置测试岩样的方形空间，所述第一侧立板与第二侧立板通过左右两侧设置的螺栓孔固定连接，所述顶紧块两侧设有与第一侧立板、第二侧立板的螺栓孔相匹配的通孔，以与其相对固定，中部设有螺纹通孔，所述加压丝杠左端设有手轮，穿过所述顶紧块的中部螺纹通孔，右端紧顶左立板，通过旋紧加压丝杠的手轮，推动左立板夹紧测试岩样。