[实用新型]水压裂试验煤层试样制作用加压装置

说明书

本实用新型涉及煤层开采模拟实验技术领域，具体而言涉及水压裂试验煤层试样制作用加压装置，包括：液压缸，第一端连接到负载机构；加压板，可拆卸连接到所述液压缸的第二端，具有矩形的加压端面；超声波振动部件，被连接到所述加压板，用于对加压端面下的试样进行超声振动；电热部件，被设置到所述加压板内部，用于使加压端面加热至预定温度。本实用新型通过在打印的结构层上以加压配合超声波振动的方式，将浆质内的气泡挤出，使浆质更加均匀，并且配合电热丝的加热，使浆质的水分能更快的蒸发，打印的结构层更更快的定型，有利于提高整体试样的制作速度，并且如此制作而成的试样结构标准统一，更有利于获得正确的试验结构和规律。

技术领域

本实用新型涉及煤层开采模拟实验技术领域，具体而言涉及水压裂试验煤层试样制作用加压装置。

背景技术

水力压裂的基本原理是将大量混有支撑剂的高压液体通过井筒泵入储层，迫使储层破裂形成人工裂缝，使支撑剂充填并支撑裂缝，提高储层的孔渗特性。

目前实验室内制备的模拟试样一般采用水泥、煤灰、细砂、石膏等材料混合而成的浆料进行人工浇筑，人工浇筑后侯凝成型，以此方法制作的每个试样的不同结构层之间的厚度、平整度都存在差异，尤其是混合浆料内混合不均匀，对试样的力学影响很大。而实际的实验结果依赖于模拟试样的标准性，各试样由于人工制作产生的差异可能对试验结果造成较大影响，因而会干扰各试样试验结果之间的联系，阻碍试验规律的探寻，或得到错误的实验规律。

因此，针对以往在试样的浆料浇筑-侯凝成型过程中，试样普遍存在的气泡、浆质分布不均匀问题，现有技术尝试通过3D打印式方式，将浆料混合后逐层挤出的方式制作试样能使试样更加标准、统一，例如公开号为CN112761584A的专利文献所公开的种用于碎软煤层水力压裂测试的模拟试样制作方法，使用煤粉、细砂、水泥和水混合形成煤层浆料，使用石膏、细砂、水泥和水混合形成煤层界面浆料，使用细砂、水泥和水混合形成顶板浆料，将煤层浆料、煤层界面浆料和顶板浆料分别置于单独的容器内；再将浆料通过输送管道输入到挤出筒内，由挤出头移动到底板上方被机械手或其他控制部件按照预定路径移动进行打印，每打印一层或几层后，进行加压，完成煤层、煤层界面层和顶板层的打印。在顶板层内预定的高度层预留模拟井筒的放置空间，同时布置模拟井筒，打印完毕后，由上向下加压侯凝，得到模拟试样。

结合其图示的试样结构，包括煤层、煤层界面、顶板层和模拟井筒。煤层打印、煤层界面层打印和顶板层打印中，需要对打印层加压，但是在每层打印后都需要等待干燥，等待结构层稳定后再进行下一层的加压，制作时间长。

因此，在应用于例如上述方式以打印式试样制作中，亟需一种能增加干燥成型速度、加快试样被制作成型时间的结构层加压装置。

实用新型内容

本实用新型目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种水压裂试验煤层试样制作用加压装置，包括：

液压缸，第一端连接到负载机构；

加压板，可拆卸连接到所述液压缸的第二端，具有矩形的加压端面；

超声波振动部件，被连接到所述加压板，用于对加压端面下的试样进行超声振动；

电热部件，被设置到所述加压板内部，用于使加压端面加热至预定温度；

其中，所述加压板被所述液压缸所驱动，使加压端面贴附于模具中的试样并向试样加压。

优选的，所述超声波振动部件包括六个超声波振子，六个所述超声波振子均安装到所述加压板远离加压端面的一侧端面。

优选的，所述液压缸连接到所述加压板远离所述加压端面一侧端面的中间位置，六个所述超声波振子绕所述液压缸轴线呈中心对称分布。

优选的，所述加压板包括第一板体和第二板体，所述第一板体和第二板体通过螺栓固定连接。