[发明专利]一种高温环境中不同载荷下胶结颗粒强度测试装置及方法

摘要

本发明涉及一种高温环境中不同载荷下胶结颗粒强度测试装置及方法，属于岩石力学和油藏工程技术领域，装置包括应力场加载装置、温度场加载装置、数据采集处理装置。利用应力场加载装置，能对胶结颗粒进行压缩、剪切、弯扭、旋扭等力学特性试验；利用温度场加载装置可为试验创造高温环境，更加接近深部地层，增加试验结果的真实性；利用数据采集处理装置能定量得到并记录试验过程中胶结颗粒的各项参数变化情况，具有非直接接触、全场测量、精度高等特点。利用本发明的装置，能在高温环境下对胶结颗粒加载垂向载荷、剪切载荷、弯矩载荷和扭矩载荷，测定并记录胶结颗粒在多种加载条件下的应力应变过程，从细观基本颗粒单元角度描述岩石的破裂特性。

主权项

1.一种高温环境中不同载荷下胶结颗粒强度测试装置，其特征在于，所述装置包括：应力场加载装置、温度场加载装置；应力场加载装置包括颗粒夹持器、上部加载部件、下部加载部件，颗粒夹持器用以夹持待测试的胶结颗粒试样，待测试的胶结颗粒试样有两个、呈竖直上下设置，上部加载部件、下部加载部件用于向胶结颗粒试样施加加载力；温度场加载装置包括高温环境箱，高温环境箱内设有空腔，空腔内设置应力场加载装置，高温环境箱内壁上设有加热系统、温度传感器，加热系统、温度传感器与外部的温度控制器、外置电源相连，温度控制器控制加热系统工作；所述的颗粒夹持器包括竖直部分、连接杆和锁定扣，每个胶结颗粒试样对应设置至少两个竖直部分，竖直部分通过连接杆联合在一起，上方胶结颗粒试样对应的竖直部分的上端平面设有旋扭力施力凹槽，上部加载部件通过旋扭力施力凹槽与竖直部分连接；每个竖直部分的侧面设有剪切力施力凹槽；下方胶结颗粒试样对应的竖直部分的侧面设有弯扭力施力凹槽；每个胶结颗粒试样对应设置的竖直部分相向一侧水平设有锁定扣；所述的应力场加载装置还包括上辅助加载楔块、下辅助加载楔块、滚柱，上部加载部件的竖直截面为T形台，T形台的水平部设有凸起、凸起与竖直部分连接，T形台的垂直部与上辅助加载楔块连接；下部加载部件表面、下辅助加载楔块底面均设有弧形凹槽，弧形凹槽内设有滚柱，下部加载部件通过滚柱连接下辅助加载楔块；上辅助加载楔块、下辅助加载楔块均设有凹球面，凹球面用于贴合胶结颗粒试样；所述的滚柱用于辅助加载垂向载荷、剪切载荷以及弯矩载荷。