[发明专利]岩石真三轴可控冲击波压裂试验系统及方法

权利要求书

1.一种岩石真三轴可控冲击波压裂试验系统，其特征在于，该系统包括模型箱系统，所述模型箱系统包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于进行可控冲击波的波形测试，所述第二腔室基于所述第一腔室获取的波形信息对岩石试样进行压裂试验；

所述第一腔室内部设置有高压水箱、第一高聚能冲击波激发装置、波形检测装置和第一腔室加载装置；所述波形检测装置与所述第一高聚能冲击波激发装置均设置于所述高压水箱内部；所述第一高聚能冲击波激发装置在激发总控装置的控制下在水中激发不同峰值压力、不同持续时间的可控冲击波；所述波形检测装置设置于所述第一高聚能冲击波激发装置周侧以进行可控冲击波的波形检测；

所述第二腔室内部设置有加载装置、第二高聚能冲击波激发装置和岩石裂缝检测装置；所述第二高聚能冲击波激发装置设置于岩石试样内部，并在激发总控装置的控制下激发不同峰值压力、不同持续时间的可控冲击波；所述加载装置设置于岩石试样周侧以模拟岩石真三轴的应力加载；所述岩石裂缝检测装置设置于岩石试样周侧以采集岩石试样在不同参数设定下的可控冲击波压裂作用下形成的缝网形状。

2.根据权利要求1所述的岩石真三轴可控冲击波压裂试验系统，其特征在于，所述波形检测装置包括分布式压力检测装置和检测支撑装置，所述分布式压力检测装置包括第一组压力检测装置和第二组压力检测装置，所述第一组压力检测装置与所述第二组压力检测装置呈十字型垂直设置；

所述第一组压力检测装置包括多排第一压力检测组件，且多排所述第一压力检测组件等距平行设置；所述第二组压力检测装置包括多排第二压力检测组件，且多排所述第二压力检测组件等距平行设置；

所述检测支撑装置包括第一组检测支撑装置和第二组检测支撑装置，所述第一组检测支撑装置与所述第二组检测支撑装置相互垂直设置；所述第一组检测支撑装置用于承载所述第一组压力检测装置，所述第二组检测支撑装置用于承载所述第二组压力检测装置。

3.根据权利要求2所述的岩石真三轴可控冲击波压裂试验系统，其特征在于，所述第一压力检测组件包括多个第一压力传感器，多个所述第一压力传感器沿着第一方向水平等距设置；

所述第二压力检测组件包括多个第二压力传感器，多个所述第二压力传感器沿着第二方向水平等距设置；

所述第一方向与所述第二方向垂直设置。

4.根据权利要求2所述的岩石真三轴可控冲击波压裂试验系统，其特征在于，所述第一高聚能冲击波激发装置竖直设置于所述高压水箱内部；所述第一高聚能冲击波激发装置的外侧套设有套管装置，以模拟固井水泥环；

所述第一组压力检测装置与所述第二组压力检测装置中间开设有孔状通道；所述孔状通道与所述套管装置相适配；

所述第一高聚能冲击波激发装置包括高压直流电源、高聚能储能电容器、能量控制器、能量转换器和金属包裹能量棒，所述高压直流电源与激发总控装置通信连接；直流高压经厄流圈给所述高聚能储能电容器充电；所述能量控制器用于将所述电容器中存储的电能传递至所述能量转换器；所述能量转换器激发金属包裹能量棒，驱动所述金属包裹能量棒内含能材料化学键断裂，释放化学能，以产生高能量冲击波。

5.根据权利要求1所述的岩石真三轴可控冲击波压裂试验系统，其特征在于，所述第一腔室加载装置设置于所述高压水箱的上部；

所述第一腔室加载装置包括第一反力框架和法向加载油缸，所述第一反力框架设置于所述高压水箱的顶板上部，所述法向加载油缸设置于所述第一反力框架上部，以与所述第一反力框架构成整体反力结构；

所述高压水箱与注水控制系统通信连接，所述高压水箱在所述注水控制系统的控制下进行所述高压水箱内部水的注满。