[发明专利]一种模拟高温高压环境的应变探头标定系统及方法

权利要求书

1.一种模拟高温高压环境的应变探头标定系统，其特征在于，包括：用于模拟高温高压环境，采集温度压力信号、岩芯变形信号、岩芯声发射信号的压力室模块（1）、用于调节压力室模块（1）温度和压力，提供多种稳定高温高压环境的伺服压力调节模块（2）、用于接收、处理和显示温度、压力、岩芯变形和声发射数据，发送控制指令和完成应变探头标定的电控显示模块（3）、用于执行温度调节指令的冷却模块（4）、以及用于传输数据和作为液压油传输通道的传输模块；

所述传输模块包括：油管（5）和电线（6）；

所述压力室模块（1）、所述伺服压力调节模块（2）、以及所述冷却模块（4）通过所述油管（5）互相进行油路连接；

所述电控显示模块（3）分别与所述压力室模块（1）、所述伺服压力调节模块（2）、以及所述冷却模块（4）通过所述电线（6）进行电路连接；所述压力室模块（1）包括：空腔、置于所述空腔内的加热棒（22）、置于所述空腔内的岩芯（16）、粘贴于所述岩芯（16）一端的应变探头、粘贴于所述岩芯（16）另一端的应变片（18）、以及分别将所述加热棒（22）、所述应变探头、所述应变片（18）与所述电控显示模块（3）电路连接的耐高温高压电线（20）；所述岩芯套入橡胶套中，外侧固定声发射测量装置（21）。

2.如权利要求1述的应变探头标定系统，其特征在于，所述伺服压力调节模块（2）包括：油腔、设于所述油腔内的液压传感器、连接所述液压传感器与所述电控显示模块（3）的耐高温高压电线（20）以及与所述油腔连通的电磁阀，所述电磁阀与所述油管（5）连通。

3.如权利要求2所述的应变探头标定系统，其特征在于，所述冷却模块（4）包括：冷却模块外壳（26）、固定于所述冷却模块外壳（26）的冷却模块上端盖（24）和冷却模块下端盖（25）、两端分别固定于所述冷却模块上端盖（24）和所述冷却模块下端盖（25）的水冷单元(28)、设于所述冷却模块（4）内的冷却模块油腔（27）、设于冷却模块油腔（27）两侧与所述油管（5）连接的油路接口（13）、设于所述冷却模块油腔（27）内的温度压力传感器(23)、以及设于所述冷却模块（4）两侧的电路接口（12）；

所述温度压力传感器(23)通过电线（6）与所述电控显示模块（3）连接。

4.如权利要求3所述的应变探头标定系统，其特征在于，所述水冷单元(28) 的形状为多个“V”形组合。

5.如权利要求4所述的应变探头标定系统，其特征在于，所述电控显示模块（3）包括：用于接收传感器和测量设备采集数据的数据采集单元、用于用户参数设置、显示各传感器采集数据、各工作部件运行状态、应变探头的实时标定和数据记录的电脑以及用于根据数据处理结果及操作者设置的参数生成指令的控制单元；

所述数据采集单元、所述电脑、所述控制单元互相通讯连接。

6.如权利要求5所述的应变探头标定系统，其特征在于，所述数据采集单元分别与所述温度压力传感器（23）、所述液压传感器、所述应变探头、所述声发射测试设备（21）通讯连接。

7.如权利要求5所述的应变探头标定系统，其特征在于，所述控制单元与所述加热棒（22）、电磁阀通讯连接。

8.一种模拟高温高压环境的应变探头标定方法，其特征在于，用于使用如权利要求1-7任一项所述的应变探头标定系统，其包括：

S100 岩芯制样，在岩芯上安装传感器，将岩芯安装到标定装置的压力室模块（1），连接线路和油路；

S200开启电控显示模块、伺服压力调节模块，开始向压力室模块（1）注入液压油；

S300设置温度和压力，开启各传感器，开始按预设加载顺序进行加载，根据传感器记录的包括应变、声发射数据、温度、压力的关键信息，计算机自动进行标定计算；

所述设置温度和压力包括：温度为室温，压力设定加载顺序逐渐递增；

S400 重复S300，并逐步提高温度，记录分析数据，得到应变探头的标定曲线和温度漂移曲线；

温度范围为室温+10℃~+80℃。

9.如权利要求8所述的应变探头标定方法，其特征在于，所述岩芯上安装传感器包括：在岩芯的一端的中心粘贴应变探头，另一端对称位置粘贴应变花，所述应变花由多个应变片组合而成，用于测量应变场，并且保证应变探头中应变花的方向与另一侧应变花的方向完全一致；粘贴完成后，将岩芯套入特质的橡胶套中，在外侧固定声发射测量装置；

所述岩芯安装包括：将岩芯放置在压力室模块（1）中央，将应变探头、温度压力传感器(23)、声发射测量装置（21）的线路与压力室上、下端盖的电路接口连通，关闭压力室上下端盖，接入油管（5）。