[发明专利]一种煤岩高温高压变形试验装置与试验方法

摘要

本发明公开了一种煤岩高温高压变形试验装置及试验方法，将煤岩样品套设在石墨管组中，在其上下两端分别设置上轴压加载单元和下轴压加载单元以对煤岩样品产生轴压，在石墨管组的周围由内至外依次套设有第一保护套、第二保护套和水冷套管，且在上轴压单元上由上至下依次套设有围压油腔、围压活塞和围压压头，通过向围压油腔内注入液压油，使液压油推动围压活塞向下运动，并带动位于围压活塞下端的围压压头向下运动，由围压压头压缩叶蜡石套，使叶蜡石套压缩变形向横向传递压力，对煤岩样品产生围压，通过该试验装置可以实现轴压与围压的同步加载，取样时可以保证煤岩样品结构的完整性，能够精确模拟地质环境性，结构合理，便于拆卸，安全系数高。

主权项

1.一种煤岩高温高压变形试验装置，其特征在于，包括：平板小车(1A)，平板小车(1A)可移动的设于轨道上，且其上设有上下贯通的第一中心孔(1A11)；壳体(2A)，所述壳体(2A)内部设有容纳腔室，且其下端部与平板小车(1A)相连接；围压端盖(3A)，所述围压端盖(3A)固定于容纳腔室上端部，其上设有上下贯通的第二中心孔(3A1)和进油孔(3A2)；围压活塞(4A)，所述围压活塞(4A)包括与第二中心孔(3A1)相适配的杆部(4A1)和一体形成于杆部(4A1)下端的活塞部(4A2)，所述围压活塞(4A)上设有上下贯通的第三中心孔(4AA)；围压压头(5A)，所述围压压头(5A)固定于活塞部(4A2)的下端，其上设有上下贯通的第四中心孔(5A1)，第四中心孔(5A1)、第三中心孔(4AA)、第二中心孔(3A1)和第一中心孔(1A11)同轴设置；石墨管组件(6A)，所述石墨管组件(6A)包括：样品套管(6A1)、第一石墨管(6A2)、第二石墨管(6A3)和叶蜡石套(6A4)，所述样品套管(6A1)同轴设于第一中心孔(1A11)的上端，且与所述平板小车(1A)固定连接；所述第一石墨管(6A2)沿着所述样品套管(6A1)的内壁设置，第二石墨管(6A3)套设于第一石墨管(6A2)内部且与第一石墨管(6A2)之间形成空腔(6AA)，所述围压压头(5A)与空腔(6AA)配合；所述叶蜡石套(6A4)填充于空腔(6AA)内；下轴压加载单元(7A)，下轴压加载单元(7A)包括：底座(7A1)和下压杆(7A2)，所述底座(7A1)与所述平板小车(1A)相连，所述下压杆(7A2)与所述第一中心孔(1A11)相配合，且其一端与底座(7A1)相连接，其另一端与第二石墨管(6A3)相配合，煤岩样品(8A)置于下压杆(7A2)的上端，与所述下压杆(7A2)同轴设置且位于第二石墨管(6A3)下端还设有围压垫块(7A3)，所述围压垫块(7A3)与样品套管(6A1)之间设有绝缘环(10A)；叶蜡石套(6A4)与围压垫块(7A3)之间还设有云母片(11A)，第一中心孔(1A11)与下压杆(7A2)之间还设有绝缘套(20A)；水冷套管(12A)、第一保护套(13A)和第二保护套(14A)由外至内依次套设在所述壳体(2A)与所述样品套管(6A1)之间，水冷套管(12A)、第一保护套(13A)与壳体(2A)连接，第一保护套(13A)内壁的上端内径大于其下端内径，第二保护套(14A)的外壁与第一保护套(13A)相配合；水冷套管(12A)的外壁设有通水槽(12A1)；上轴压加载单元(15A)，所述上轴压单元包括：上压头(15A1)和上压杆(15A2)，上压头(15A1)与所述第三中心孔(4AA)相配合；上压杆(15A2)与所述第四中心孔(5A1)相配合，且其一端连接于所述上压头(15A1)的下端，其另一端与所述第二石墨管(6A3)相配合并与所述煤岩样品(8A)相抵止；采集管组(AA)，采集管组(AA)包括第一采集管(AA1)和第二采集管(AA2)，第一采集管(AA1)依次贯穿所述上压头(15A1)和所述上压杆(15A2)，其一端连接至所述煤岩样品(8A)的上端，其另一端为位于所述上压头(15A1)上的第一采集口(AA11)；第二采集管(AA2)依次贯穿所述底座(7A1)和所述下压杆(7A2)，其一端连接至煤岩样品(8A)的下端，其另一端为位于底座(7A1)上的第二采集口(AA21)；以及电极板组(16A)，所述电极板组(16A)包括与所述上压头(15A1)相连的上电极板(16A1)和与所述底座(7A1)相连的下电极板(16A2)，电源的正极通过上电极板(16A1)依次连通上压头(15A1)、上压杆(15A2)、围压压头(5A)至石墨管组(6A)的上端；电源的负极通过下电极板(16A2)依次连通底座(7A1)、下压杆(7A2)、围压垫块(7A3)至石墨管组(6A)的下端，以对所述煤岩样品(8A)进行加热。