[发明专利]一种基于声发射技术的原位页岩脆性试验装置

摘要

本发明提供了一种基于声发射技术的原位页岩脆性试验装置及方法，包括可以承受不同围压的三轴压力釜、固定岩心的底座、内置在底座中的声发射传感器、安装在底座上的温度传感器、粘贴在岩心不同方位的应变片、包裹在三轴压力釜外部的电磁加热圈以及相应线路通道。其测定方法是，利用所述试验装置，得到原位页岩的声发射累积能量和应力‑应变的同步数据，再根据所建立的声发射累积能量、应力‑应变与原位页岩脆性指数的关系模型，确定原位页岩的脆性指数。本发明摆脱了大型三轴压缩机的限制和声发射传感器外置的局限性，可同步得到声发射累积能量值与应力‑应变值，测定方法提高了原位页岩脆性评价的合理性和准确性。

主权项

一种基于声发射技术的原位页岩脆性试验装置，其特征是：包括三轴压力釜（1）、底座（14）、活塞杆（8）、声发射传感器（16）、温度传感器（4）、应变片（12）、电磁加热圈（13），所述活塞杆（8）安装在三轴压力釜（1）上端，用密封圈Ⅰ（9）密封，可用于给岩心（11）施加压力；所述底座（14）安装在三轴压力釜（1）下端，用密封圈Ⅱ（15）密封；所述岩心（11）放置在活塞杆（8）与底座（14）之间，用热塑管（3）密封；所述注液口（6）安置在三轴压力釜（1）下部，用于向釜腔（2）内注入、排除液体，实现对岩心（11）加载、卸载围压；所述排气口（10）安置在三轴压力釜（1）上部，用于釜腔内排放气体或充气排液；所述电磁加热圈（13）安装在三轴压力釜（1）外壁，用于对釜腔加热；所述温度传感器（4）安装在底座（14）上，用内防水橡胶塞（6）密封，其数据线Ⅰ（18）依次通过底座（14）导出，与温度测量仪（19）连接，并由计算机（20）显示温度大小；所述应变片（12）安装在热塑管（3）内，并粘贴在岩心（11）四个不同方位，其数据线Ⅱ（21）依次通过底座（14）导出，与应变测量仪（24）连接，并由计算机（20）显示应变数据；所述声发射传感器（16）安装在底座（14）内部，用橡胶垫（17）、螺丝（7）固定，其数据线Ⅲ（22）依次通过线底座（14）导出，与声发射检测仪连接，并由计算机（20）显示声发射数据；所述的底座（14）由底座主体和底座腔室（30）组成，所述的底座主体由第一底座体（14.1）、第二底座体（14.2）和第三底座体（14.3）组成整体，且三个底座体为直径依次减小的圆柱体，三个底座体的中心处设有底座腔室（30），且第一底座体（14.1）的上表面与三轴压力釜（1）的的底部接触配合，第二底座体（14.2）的轴向外表面与三轴压力釜（1）的底部内壁接触；所述的第三底座体（14.3）的轴向外表面与热塑管（3）的内壁配合；所述的三轴压力釜（1）的内壁、第二底座体（14.2）的上表面和热塑管（3）的外壁之间形成釜腔（2）。