[实用新型]油页岩变温热解时油气采集与热力耦合剪切流变测试装置

说明书

本实用新型提供了油页岩变温热解时油气采集与热力耦合剪切流变测试装置,包括支撑台架、装夹机构、加热机构、收集机构、水平方向加载机构和竖直方向加载机构，装夹机构通过上下对称的剪切盒将待测试的岩样置于其中，加热机构通过在装夹机构表面贴置电加热片实现导电加热，并通过控制电源控制输出电能进而调节加热温度，实现岩样变温热解，收集机构的上下伸缩收集盒分别设置在上下剪切盒一侧，实现对变温热解的岩样产生的油液及油气进行收集，竖直方向加载机构设置在上剪切盒顶部，水平方向加载机构通过上伸缩收集盒向岩样施加水平剪切载荷。本实用新型能够实现油页岩变温热解条件下的流变剪切测试，并对油页岩变温热解产生的油气进行收集。

技术领域

本实用新型属于油页岩剪切流变测试技术领域，具体涉及油页岩变温热解时油气采集与热力耦合剪切流变测试装置。

背景技术

油页岩作为一种储量巨大的重要石油替代能源，未来其开发和利用有着广阔的前景。油页岩开采主要是在高温条件下使油页岩热解，收集产生的油气，但由于油气溢出以及油页岩热解后岩石力学性质改变，会引起地面沉降、地面塌陷、地裂缝等一系列工程地质问题，需要引起足够的重视。

上述的工程地质问题与岩石的流变特性息息相关，在研究油页岩的流变特性时，为了获得准确的试验结果，需要考虑温度对其产生的影响。

现有技术中，剪切流变测试装置有很多，但很少有考虑温度因素，少有的加入升温装置的也无法达到400℃以上的油页岩热解温度，不能进行油页岩的热力耦合剪切流变测试，此外，由于油页岩热解会产生油液及油气，现有的常规装置也无法收集油页岩变温热解时产生的油液和油气。

现有技术中，剪切流变装置多采用滑轮砝码加压方式，虽然能施加恒定的剪切应力，但由于砝码的重量有限，无法提供较大的荷载；还有部分剪切流变装置采用千斤顶施加剪切力，难以保证对施加荷载的有效控制。并且现有剪切流变装置对剪切位移的量测大多采用人工手持百分表或千分表测量，记录时由于人为因素极易导致误差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种油页岩变温热解时油气采集与热力耦合剪切流变测试装置，既能够实现智能化调控剪切力并记录剪切位移，还能够实现对油页岩变温热解产生的油液和油气进行收集，实现变温热解条件下的流变剪切测试。

油页岩变温热解时油气采集与热力耦合剪切流变测试装置，所述测试装置由支撑台架、装夹机构、加热机构、收集机构、水平方向加载机构和竖直方向加载机构组成；

所述装夹机构由中空且为金属材质的上剪切盒和下剪切盒上下对称设置组成，待测试的岩样安装在上剪切盒和下剪切盒对应设置的岩样安装槽内，且上剪切盒和下剪切盒之间留有间隙，所述下剪切盒的岩样安装槽底部开有液油孔；

所述加热机构由控制电源与电加热片电连接组成，所述电加热片分布在上剪切盒和下剪切盒的中空腔体内侧，通过控制电源输出的电能使电加热片通电加热，并通过调节控制电源输出的电能，实现电加热片的加热温度变化；

所述收集机构由上伸缩收集盒、上隔板、下伸缩收集盒和下隔板组成；

所述上伸缩收集盒与上剪切盒右端固连，上隔板滑动密封安装在上伸缩收集盒内侧，且上隔板底部与下剪切盒的顶部固连，使上剪切盒与上伸缩收集盒相对应的外端面、上隔板、上伸缩收集盒的顶板和侧板以及下剪切盒的顶面之间形成相对密封的上收集腔室；

所述下伸缩收集盒与下剪切盒左端固连，下隔板滑动密封安装在下伸缩收集盒内侧，且下隔板底部与上剪切盒的底部固连，使下剪切盒与下伸缩收集盒相对应的外端面、下隔板、下伸缩收集盒的底板和侧板以及上剪切盒的底面之间形成相对密封的下收集腔室；

所述下剪切盒与下伸缩收集盒相对应的外端面下端开有油液孔；