[发明专利]一种用于真三轴水力压裂模拟实验的液氮制冷安装装置

摘要

本发明公开了一种用于真三轴水力压裂模拟实验的液氮制冷安装装置，包括三轴加压单元、微波加热单元与液氮制冷单元：本发明通过将低温管道与压裂室主机连接以制冷实验试块。用于真三轴水力压裂模拟实验的液氮制冷安装装置，能够实现对模拟地应力条件下的岩石的热胀冷缩性质的模拟实验，并能模拟岩石热胀冷缩性质对水力压裂效果的影响。采用的声发射传感器与温度传感器能考察地应力条件、加热温度、制冷温度、压裂液温度、三者之间的温差和射孔条件等参数对裂缝起裂和延伸的影响规律。

主权项

一种用于真三轴水力压裂模拟实验的液氮制冷安装装置，其特征在于：包括三轴加压单元、微波加热单元与液氮制冷单元：所述三轴加压单元包括四个固定轴(11)、八个螺栓(10)、压裂室主机(13)、推进台(12)、三个加载板(21)、一个后挡板(201)、X向三通阀(18)、Y向三通阀(19)、Z向三通阀(20)、X向压力传感器(15)、Y向压力传感器(16)、Z向压力传感器(17)、X向加压液压缸(6)、Y向加压液压缸(7)、Z向加压液压缸(8)、两个X向卸料液压缸(9)、声发射传感器(301)和温度传感器(302)；Y向加压液压缸(7)和Z向加压液压缸(8)均通过沉头螺钉固定在压裂室主机(13)上；X向加压液压缸(6)与压裂室主机(13)通过四个固定轴(11)和八个螺栓(10)进行螺纹密封连接；推进台(12)通过胶接连接方式，一面与X向加压液压缸(6)的底座连接，一面与压裂室主机(13)连接，并与试样室(14)底边重合，以便推送实验试块进入试样室(14)；X向退料油缸(9)通过沉头螺钉固定在压裂室主机(13)上；X向加压液压缸(6)、Y向加压液压缸(7)和Z向加压液压缸(8)的液压杆端部分别与加载板(21)连接，连接方式为沉头螺钉连接；在X方向上，试样室(14)内放有后挡板(201)，后挡板(201)与压裂室主机(13)中心对应位置留有孔洞(204)，且与两个X向卸料液压缸(9)的液压杆端部通过沉头螺钉连接；在压裂室主机(13)的底座中有连接口(22)，与位于试样室正下方处的空腔(203)连通，用于连接微波加热设备与液氮制冷设备，并留有与试样室(14)连接的液氮运输通道(202)；X向加压液压缸(6)、Y向加压液压缸(7)和Z向加压液压缸(8)进油口连接处，分别与X向三通阀(18)、Y向三通阀(19)和Z向三通阀(20)螺纹连接分成两路，一路分别与X向压力传感器(15)、Y向压力传感器(16)和Z向压力传感器(17)通过螺纹密封连接，用于传输压力信号，另一路分别连接液压源提供中心；X向退料液压缸(9)的进出油口连接液压源提供中心；加载板(21)上通过胶接方式安装有声发射传感器(301)和温度传感器(302)，通过其内部的导线槽(304)和槽口(303)伸出，传输声发射信号与温度信号；所述微波加热单元包括微波发生装置(1)、波导管(2)和微波天线(3)；微波发生装置(1)具有波导管(2)，波导管(2)与微波天线(3)连接，微波发生装置(1)与压裂室主机(13)的底座相连接，连接方式为螺纹连接；所述液氮制冷单元包括液氮存储钢瓶(4)和低温管道(5)；低温管道(5)的一端与液氮存储钢瓶(4)连通，低温管道(5)的另一端与压裂室主机(13)的底座相连接，连接方式为螺纹连接。