[发明专利]一种真三轴多物理场耦合的煤岩渗流测试系统及方法

摘要

一种真三轴多物理场耦合的煤岩渗流测试系统及方法，测试系统的真三轴加载机构包括大、中、小主应力加载组件及煤岩试样加载箱体，大主应力加载组件包括液压缸及动、静压头，中、小主应力加载组件包括液压缸及动压头，中、小主应力动压头分为刚性压板及刚柔组合压块，中、小主应力刚柔组合压块上分别设有导向滑槽和导向滑轨，大主应力与中、小主应力加载组件之间装有辅助压紧组件，煤岩试样加载箱体上装有发热电阻片和温度传感器，各个压头上装有压力传感器。测试方法为：依次控制小、中、大主应力液压缸对封装的煤岩试样进行微力夹持，利用辅助压紧组件对中、小主应力动压头进行压紧，设定箱内温度，向煤岩试样中通入氮气完成渗流，记录流量数据。

主权项

1.一种真三轴多物理场耦合的煤岩渗流测试系统，其特征在于：包括真三轴加载机构、氮气瓶、气体流量计、液压泵组及液压油箱；所述真三轴加载机构包括大主应力加载组件、中主应力加载组件、小主应力加载组件及煤岩试样加载箱体，所述大主应力加载组件包括大主应力液压缸、大主应力动压头及大主应力静压头，所述中主应力加载组件包括第一中主应力液压缸、第二中主应力液压缸、第一中主应力动压头及第二中主应力动压头，所述小主应力加载组件包括第一小主应力液压缸、第二小主应力液压缸、第一小主应力动压头及第二小主应力动压头；所述大主应力液压缸、第一中主应力液压缸、第二中主应力液压缸、第一小主应力液压缸及第二小主应力液压缸通过液压泵组与液压油箱相连通；所述大主应力液压缸固定安装在煤岩试样加载箱体顶部箱壁上，且大主应力液压缸的活塞杆朝下设置，所述大主应力动压头固定连接在大主应力液压缸的活塞杆端部；所述大主应力静压头固定安装在煤岩试样加载箱体底部箱壁上，且大主应力静压头位于大主应力动压头正下方；在所述大主应力液压缸的活塞杆中心以及大主应力动压头中心开设有进气通孔，进气通孔通过进气导管与氮气瓶相连通；在所述大主应力静压头中心开设有排气通孔，排气通孔通过排气导管与气体流量计相连通；所述第一中主应力液压缸固定安装在煤岩试样加载箱体侧面箱壁上，且第一中主应力液压缸的活塞杆朝内设置，所述第一中主应力动压头固定连接在第一中主应力液压缸的活塞杆端部；所述第二中主应力液压缸与第一中主应力液压缸对称设置，所述第二中主应力动压头固定连接在第二中主应力液压缸的活塞杆端部；所述第一小主应力液压缸与第一中主应力液压缸相邻设置，第一小主应力液压缸的活塞杆朝内设置，所述第一小主应力动压头固定连接在第一小主应力液压缸的活塞杆端部；所述第二小主应力液压缸与第一小主应力液压缸对称设置，所述第二小主应力动压头固定连接在第二小主应力液压缸的活塞杆端部；所述第一中主应力动压头与第二中主应力动压头结构相同，两者均包括中主应力刚性压板及中主应力刚柔组合压块，中主应力刚性压板呈L型结构，中主应力刚柔组合压块设置在中主应力刚性压板上；所述中主应力刚柔组合压块由若干刚性层和柔性层水平交替叠加构成；所述第一小主应力动压头与第二小主应力动压头结构相同，两者均包括小主应力刚性压板及小主应力刚柔组合压块，小主应力刚性压板呈L型结构，小主应力刚柔组合压块设置在小主应力刚性压板上；所述小主应力刚柔组合压块由若干柔性层和复合层竖直交替叠加构成，且复合层由若干刚性层和柔性层水平交替叠加构成；在所述中主应力刚柔组合压块上开设有导向滑槽，导向滑槽与中主应力加载方向相同；在所述小主应力刚柔组合压块开设有导向滑轨，导向滑轨与小主应力加载方向相同；所述导向滑轨与导向滑槽滑动配合；在所述大主应力加载组件与中主应力加载组件及小主应力加载组件之间加装有辅助压紧组件，辅助压紧组件包括挡环、传力盘及传力杆；所述挡环固定于大主应力液压缸的活塞杆上，传力盘水平设置在固定挡环下方，在传力盘下表面固定连接有四根传力杆，传力杆底端安装有传力滚轮；四个所述传力滚轮分别与其相对应的中主应力刚柔组合压块及小主应力刚柔组合压块上表面滚动接触配合；在所述中主应力刚柔组合压块及小主应力刚柔组合压块上表面均开设有滚轮导向沟槽；在所述传力盘下方设置有限位挡板，限位挡板与煤岩试样加载箱体固定连接。