[发明专利]剪应力状态下水力压裂模拟试验方法

摘要

本发明公开了一种剪应力状态下水力压裂模拟试验方法，包括前期准备、准备实验、施加法向应力、施加剪应力、水力压裂、断面扫描、同组其他试验、整理、分析实验数据等步骤，利用内装剪切盒的试验盒对试件施加压力和剪切力、同时进行水力压裂，从而提供了一种剪应力状态下水力压裂模拟试验方法，便于研究深度、剪应力和水压等参数对不同种类岩石水力压裂的影响，有利于更深层次地研究水力压裂裂隙的扩展规律。

主权项

1.一种剪应力状态下水力压裂模拟试验方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一、前期准备，将岩体试样加工成柱状的试件，并在试件上部中心开设安装孔；步骤二、准备实验，将试件放入试验盒，所述试验盒包括上盒体、下盒体和剪切盒，所述上盒体和下盒体围成密封的盒状，所述剪切盒包括左上壳、右上壳、左下壳和右下壳，所述左上壳和右上壳位于上盒体内，在所述上盒体的左右两边均穿设有沿左右方向布置的定位杆，所述左上壳与右上壳挂在对应定位杆的内端上，并且，在左右两边定位杆的作用下，左上壳与右上壳将试件的上部夹紧；所述左下壳和右下壳位于下盒体内，所述左下壳和右下壳分别位于左上壳和右上壳的下方，在所述左上壳与左下壳之间留有第一缝隙，在所述右上壳与右下壳之间留有第二缝隙；在所述试验盒下盒体内开有左孔道和右孔道，所述左孔道和右孔道的内孔口分别与第一缝隙和第二缝隙连通，所述左孔道和右孔道的外孔口均贯通试验盒的外壁；在所述上盒体上插装有压杆，在压杆的下端固定连接有位于左上壳与右上壳之间的压头，所述压头的底面与试件的顶面相抵，在所述压头的下端还固定连接有接头，所述接头伸入试件的安装孔内，并用粘接剂将接头外壁与安装孔内壁粘接密封；在所述接头、压头和压杆内开有上孔道，所述上孔道的内孔口贯通接头的下端，上孔道的外孔口贯通压杆的外侧壁；在所述压杆与上盒体之间、压杆与压头之间、压头与接头之间均设置有密封圈；步骤三、施加法向应力，对压杆施加压力，使试件受到法向应力；步骤四、施加剪应力，将上盒体夹紧，沿左右方向对下盒体施加恒定的压力；步骤五、水力压裂，以恒定速率增长的水压从上孔道的外孔口注水，直到试件发生劈裂破坏；步骤六、断面扫描，将试件取出，对试件断面进行扫描并获得断面三维点云数据；步骤七、同组其他试验，更换试件，改变对压杆施加的压力大小、或者改变对下盒体施加恒定压力的大小、或者改变水压增长速率，重复步骤二至步骤六；步骤八、整理、分析实验数据。