岩石压裂模拟用的加载装置及岩石压裂模拟设备

本发明涉及材料检测领域，尤其涉及岩石压裂模拟用的加载装置及岩石压裂模拟设备。

背景技术：

1、岩石压裂技术常用于页岩气等非常规油气开发，为了提高岩石压裂技术，从而获得更为高效的开采方法，需要对岩石压裂技术进行相应的模拟实验，而岩石压裂物理模拟是在室内通过人工增大岩石样品内部压力，从而对岩石的可压裂性、裂缝产生延展机制进行研究的一种方法。

2、目前，在进行模拟实验时，会用到专门的加载装置，从而对岩石样品进行施压，然后再对其参数进行测定，由于在模拟的过程中，测试样品最后会发生破裂，从而导致样品会散落在加载空间内，由于现有的模拟设备其加载空间的大小不能自动进行调节，从而导致样品的取放比较麻烦和耗费时间，也容易有未清理的样品遗落在加载空间内，从而容易对下一个样品的测试造成不利影响，而且用于施压的压板表面也会附着碎屑和灰尘，不及时进行清理的话就会影响到对下一个样品的参数的确定，现有技术中都是人工对一个个的压板进行清理，不仅浪费时间，而且也容易造成遗漏，为此，本方案提出了岩石压裂模拟用的加载装置及岩石压裂模拟设备。

技术实现思路

1、本发明提出的岩石压裂模拟用的加载装置及岩石压裂模拟设备，解决了现有技术中的岩石压裂模拟用的加载装置取放样品不方便和清理压板不方便的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、岩石压裂模拟用的加载装置，包括，

4、放样机构，其包括底板、固定在底板顶面的支撑柱、固定在支撑柱顶面的测试台和通过升降组件安装在测试台正上方的顶板，所述顶板的底面设有压块，顶板顶面安装有用于驱动压块升降的第二伸缩件；

5、侧边施压机构，具有至少两个，所述侧边施压机构包括固定在底板顶面的固定板、滑接在固定板顶面的活动板、铰接在活动板顶面的侧板、通过第一伸缩件安装在侧板靠近测试台轴心的一侧外壁上的压板、安装在测试台上的传动组件和安装在活动板上用于驱动侧板翻转的联动组件，所述传动组件与活动板传动连接、并用于驱动活动板沿测试台径向方向移动；

6、驱动机构，其设于测试台下方并用于驱动升降组件和联动组件运行；

7、清扫机构，其数量与侧边施压机构相同，并且与侧边施压机构一一对应，所述清扫机构包括固定在顶板底面的风箱和安装在其正下方的施压机构中的固定板顶面的输气组件，所述输气组件与风箱通过输气管连通、并用于在压板向外翻转时向风箱内输气。

8、其中顶板、测试台和多个侧边施压机构中的压板合围成用于放置岩心试样的加载空间。

9、通过上述技术方案，不仅可以在取放样样品时自动对加载空间的大小进行调节，而且还可以在压板向外张开的同时将压板内壁上附着的碎屑和灰尘清扫掉，大大地方便测试人员的使用和对设备的维护。

10、作为上述方案的进一步改进，所述升降组件包括至少两个转动连接在测试台上的升降螺杆和固定在升降螺杆底面的固定齿轮，所述顶板螺纹套接在升降螺杆外周，升降螺杆顶部固定有定位块。

11、通过上述技术方案，可以通过驱动升降螺杆转动来带动顶板进行升降。

12、作为上述方案的进一步改进，所述测试台的底面开设有与其同轴设置的环形槽，所述活动板靠近测试台的一端开设有沿测试台径向方向设置的螺孔，所述传动组件包括转动连接在环形槽内的传动螺杆和固定在传动螺杆一端的传动齿轮，所述传动螺杆的另一端延伸至螺孔内并与其螺接。

13、通过上述技术方案，通过驱动传动螺杆朝不动的方向转动，从而可以带动活动板朝靠近或者远离测试台的方向移动。

14、作为上述方案的进一步改进，所述驱动机构包括设于测试台正下方的主动齿圈、套接在主动齿圈外周的齿环、固定在主动齿圈顶面的从动齿圈、转动套接在支撑柱外周的安装环和安装在底板顶面用于驱动主动齿圈转动的动力件，所述主动齿圈位于安装环外侧并与安装环同轴设置，所述安装环外圈与主动齿圈内圈之间固定有多个连接柱，所述齿环外圈与固定齿轮啮合，从动齿圈的顶面延伸至环形槽内并与传动齿轮啮合。

15、通过上述技术方案，可以在主动齿圈转动后驱动升降螺杆和传动螺杆同时转动。

16、作为上述方案的进一步改进，所述动力件至少设置有两个，所述动力件包括转动连接在支撑柱外周的主动轴、套接在主动轴外周的主动齿轮和从动齿轮、安装在底板顶面的第三伸缩件和固定在第三伸缩件输出端上的齿条，所述主动齿轮位于主动齿圈底面并与其啮合，所述齿条与从动齿轮啮合。

17、通过上述技术方案，利用第三伸缩件的伸缩来驱动主动齿圈进行转动。

18、作为上述方案的进一步改进，所述固定板的顶面开设有限位槽，所述活动板的底面固定有限位块，限位块的底部延伸至限位槽内并与其滑接。

19、通过上述技术方案，避免活动板跟随传动螺杆转动，保证了活动板只能沿测试台径向方向移动。

20、作为上述方案的进一步改进，所述固定板顶面开设有固定槽，所述固定槽的一侧长边开设有多个齿槽，所述活动板的顶面开设有安装槽，所述联动组件包括转动连接在安装槽内的联动螺杆、螺纹套接在联动螺杆外周的移动块、铰接在移动块顶面的连杆和转动连接在活动板远离测试台的一端上的联动轴，移动块的底面与安装槽底面抵接，所述连杆的另一端与侧板的外壁铰接，所述联动螺杆的一端延伸至活动板外部并与联动轴顶部传动连接，所述联动轴的底部延伸至固定槽内并固定有联动齿轮，所述联动齿轮与齿槽啮合。

21、通过上述技术方案，可以在活动板移动的同时带动联动螺杆进行转动，从而达到在移动板移动的同时驱动压板进行翻转的目的。

22、作为上述方案的进一步改进，所述输气组件包括固定在固定板顶面的气筒、设于气筒内的活塞板和固定在活塞板一端的活塞柱，所述固定板靠近气筒的一侧外壁上固定有固定块，所述活塞柱的另一端延伸至气筒外部并与固定块固接，所述气筒的尾部安装有进气管，所述进气管和输气管上均安装有单向阀。

23、通过上述技术方案，可以在压板向外翻转的同时向风箱内输入空气，从而将压板内壁上附着的碎屑和灰尘清扫掉。

24、岩石压裂模拟设备，包括岩石压裂模拟用的加载装置，还包括底座、安装在底座顶面的控制台和安装在底座顶面的样品放置机构，所述岩石压裂模拟用的加载装置安装在底座顶部。

25、通过上述技术方案，可以利用控制台对第一伸缩件、第二伸缩和第三伸缩件进行控制。

26、作为上述方案的进一步改进，所述样品放置机构包括固定在底座顶面的固定轴、转动连接在固定轴顶面的放置台和固定在放置台顶面的多个限位环。

27、通过上述技术方案，方便在测试样品数量多时对测试样品进行放置和拿取。

28、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

29、1.通过放样机构、侧边施压机构和驱动机构之间的配合，可以在驱动顶板上升的同时驱动侧边施压机构向远离测试台中心的一侧远离，方便工作人员对加载空间内的样品进行清理，同时也可以在顶板下降的同时驱动侧边施压机构向靠近测试台中心一侧靠近，方便了对测试样品的装载。

30、2.通过传动组件和联动组件之间的配合，可以在活动板向远离测试台的一侧移动时驱动侧板和压板向外进行翻转，从而更加方便测试人员对装载空间内的样品进行取放和清理，在活动板向靠近测试台的一侧移动时又可以自动驱动侧板和压板往回翻转。

31、3.通过清扫机构的设置，可以在压板向外翻转的同时将气筒内的空气压入到风箱中喷出，从而对粘在压板内壁上的灰尘碎屑进行清理。