[发明专利]一种超声波振动碎岩有效功的测试装置及方法

摘要

一种超声波振动碎岩有效功的测试装置及方法,属于地质工程中的超声波振动钻进技术领域，包括自动加压系统、超声波振动系统和温度测量系统，液压控制柜控制自动加压系统工作，使超声波振动系统中变幅杆下降并通过温度测量系统中的位于保温盖中心工作孔，同时启动超声波发生器，超声波发生器向超声波换能器发出信号，超声波换能器接收信号并转化成机械振动传递给变幅杆对岩石样品施加恒定压力，进行实验；本发明利用实验前后钻井液的温差测定超声波振动碎岩过程中转化为热能的功，再根据超声波振动系统的总功来确定破碎岩石的有效功，从而揭示岩石破碎耗能与破碎效果间的联系，对探索超声波振动碎岩的理论、方法和钻具的研制有着重要且深远的意义。

主权项

一种超声波振动碎岩有效功的测试装置，其特征在于：包括顶板(1)、滑动轨道(2)、支架(3)、导向板(4)、变幅杆(5)、温度传感器(6)、保温盖(7)、底座(9)、保温圆筒(10)、保温材料层(11)、定位板(13)、定位卡槽(14)、液压缸(15)、超声波换能器(16)、工作孔(17)、测温孔(18)、排水阀(19)、超声波发生器(20)及液压控制柜(21)，所述支架(3)的上端与顶板(1)通过螺栓固定连接，支架(3)的下端通过螺栓固定在底座(9)上，支架(3)的内侧面设置有滑动轨道(2)；所述导向板(4)的两端与滑动轨道(2)滑动连接；所述液压缸(15)固定在顶板(1)底部，液压缸(15)的输入端与液压控制柜(21)连接，液压缸(15)的工作端与导向板(4)固定连接；所述超声波换能器(16)两侧设置有卡槽，超声波换能器(16)穿过导向板(4)中部通过卡槽卡在导向板(4)上，并采用螺栓固定；超声波换能器(16)下部设置有变幅杆(5)，超声波换能器(16)与超声波发生器(20)连接；所述保温圆筒(10)通过定位卡槽(14)安装在底座(9)上，保温圆筒(10)的内壁覆有保温材料层(11)，保温圆筒(10)内底部正中心焊接有定位板(13)；所述保温盖(7)盖设于保温圆筒(10)上，保温盖(7)与保温圆筒(10)接触面吻合，保温盖(7)的内壁覆有保温材料层(11)，保温盖(7)上开设有工作孔(17)及测温孔(18)，其中工作孔(17)位于保温盖(7)的中心位置，测温孔(18)数量为两个，两个测温孔(18)对称设置在工作孔(17)两侧，测温孔(18)直径与温度传感器(6)的探测针直径吻合；所述温度传感器(6)的探测针通过测温孔(18)插入保温圆筒(10)内部；所述排水阀(19)安装在位于保温圆筒(10)侧壁下部的排水孔上。