一種三軸試驗土樣飽和裝置的製作方法

2023-06-04 21:50:51 1

本實用新型屬於油田勘察裝置，具體涉及一種三軸試驗土樣飽和裝置。

背景技術：

當今，有些油田位於黃土高原區，該黃土高原區的黃土主要由粉質粘土、粉土組成，每年產建任務重，勘察工作量大。勘察工作經常需要做各種三軸剪切試驗，採用現有的設備，三軸剪切試驗耗時長，工序複雜，尤其樣品製備中的土樣飽和費時。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的在於提出一種三軸試驗土樣飽和裝置，採用該裝置能大大縮短樣品飽和時間，提高三軸剪切工作效率，推廣應用前景良好。

為實現上述技術目的，本實用新型採用如下技術方案予以實現。

一種三軸試驗土樣飽和裝置，包括設有一的上開口的外圓柱形桶體；蓋合於所述外圓柱形桶體的上開口上的桶蓋；位於所述外圓柱形桶體內的內空心圓柱體；所述外圓柱形桶體具有一桶底板，所桶底板的上表面向下凹設一凹槽；所述內空心圓柱體由一圓柱形筒壁和蓋設於所述圓柱形筒壁上方的內頂板組成，所述圓柱形筒壁的下端面位於所述凹槽內。

優選的，所述外圓柱形桶體包括外桶壁；所述外桶壁設有一段內螺紋；所述桶蓋包括一外頂板；所述外頂板由其下表面還向下延伸一圓環部；所述圓環部外側設有一段外螺紋，所述外螺紋與所述外桶壁的內螺紋配合。

優選的，所述桶底板的中間位置開設一第一螺紋孔，所述第一螺紋孔的軸線與所述外圓柱形桶體的軸線同軸。

優選的，所述凹槽的軸線也與所述外圓柱形桶體的軸線同軸，且所述凹槽連通所述第一螺紋孔。

優選的，所述桶蓋包括一外頂板；所述外頂板上在不同位置處設有多個第二螺紋孔。

優選的，所述外頂板由其下表面的中心處向下設有一中空的凸起部；該凸起部連通三個第二螺紋孔中處於中間的那個第二螺紋孔。

優選的，所述凸起部具有一凸起底板；所述凸起底板上設有多個第二通孔。

優選的，該裝置整體由有機玻璃製成。

本實用新型的有益效果：

1、此飽和裝置結構簡單、輕巧、攜帶方便。

2、相比之前的飽和裝置，此飽和裝置一次只飽和一個土樣，可以一邊飽和土樣一邊做三軸試驗，其結果更及時準確。

3、此飽和裝置可以將二氧化碳飽和、水頭飽和及抽真空飽和方法組合起來使用，其飽和更快速，飽和度也更高。經過試驗，尤其是前期二氧化碳飽和的使用，將土樣裡的很多小氣泡趕走，對土樣最後的飽和度高低起著很重要的作用。

4、此飽和裝置桶蓋外頂板兩側也留了兩個第二螺紋孔並接上快速接口，其可以和三軸儀配套的氣壓控制器一起使用，即在土樣水頭飽和的過程中用氣壓控制器給土樣加圍壓，這樣可以減少土樣在水頭飽和過程中出現裂縫、發生塌陷的危險；

5、此飽和裝置在水頭飽和時也可以用三軸儀配套的反壓控制器給土樣進水，這樣水流會更穩定更均勻，土樣也不會輕易塌陷，飽和效果也會更好；

6、由於飽和完的土樣一般比較軟，而此飽和裝置在飽和土樣前已經給土樣裝好橡皮膜，這樣在飽和完後拿出土樣時，在很大程度上既減小了土樣在拿出過程中被破壞的可能性，又可以避免在上三軸儀前給土樣裝橡皮膜時其發生破環。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例三軸試驗土樣飽和裝置部分分解圖的剖面示意圖；

圖2為本實用新型實施例三軸試驗土樣飽和裝置的內空心圓柱體的俯視圖；

圖3為本實用新型實施例三軸試驗土樣飽和裝置的內空心圓柱體的正視圖；

圖4為本實用新型實施例三軸試驗土樣飽和裝置的內空心圓柱體的側視圖；

圖5為本實用新型實施例三軸試驗土樣飽和裝置的外圓柱形桶體的正視圖；

圖6為本實用新型實施例三軸試驗土樣飽和裝置的外圓柱形桶體的俯視圖；

圖7為本實用新型實施例三軸試驗土樣飽和裝置的桶蓋的正視圖；

圖8為本實用新型實施例三軸試驗土樣飽和裝置的桶蓋的側視圖；

圖9為本實用新型實施例三軸試驗土樣飽和裝置的桶蓋的俯視圖。

圖中：1、外圓柱形桶體；2、桶蓋；3、內空心圓柱體；4、桶底板；5、圓柱形筒壁；6、內頂板；7、第一通孔；8、外桶壁；9、第一螺紋孔；10、外頂板；11、第二螺紋孔；12、凸起部；13、凸起底板；14、第二通孔；15、圓環部；16、凹槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

實施例1

如圖1至圖9所示，本實用新型提供的三軸試驗土樣飽和裝置，它包括設有一的上開口的外圓柱形桶體1；蓋合於所述外圓柱形桶體1的上開口上的桶蓋2；位於所述外圓柱形桶體1內的內空心圓柱體3；所述外圓柱形桶體1具有一桶底板4，所述桶底板4的上表面向下凹設一凹槽16；所述內空心圓柱體3由一圓柱形筒壁5和蓋設於所述圓柱形筒壁5上方的內頂板6組成，所述圓柱形筒壁5的下端面位於所述凹槽16內。

相比之前的飽和裝置，該飽和裝置結構簡單、輕巧、攜帶方便；此飽和裝置一次只飽和一個土樣，可以一邊飽和土樣一邊做三軸試驗，其結果更及時準確；

實施例2

在實施例1的基礎上，如圖4所示，所述圓柱形筒壁5上方的內頂板6上開設第一通孔7，該第一通孔7通過管子連接抽氣泵，起抽氣作用。

實施例3

在實施例1的基礎上，如圖5至6所示，所述外圓柱形桶體1包括外桶壁8；封閉於所述外桶壁8下端開口的桶底板4。

所述外桶壁8設有一段內螺紋，所述內螺紋的長度為12mm。

所述桶底板4的中間位置開設一第一螺紋孔9，所述第一螺紋孔9的軸線與所述外圓柱形桶體1的軸線同軸。所述第一螺紋孔9的直徑為10mm。

所述凹槽16的軸線也與所述外圓柱形桶體1的軸線同軸，且所述凹槽16連通所述第一螺紋孔9。所述凹槽16深5mm；直徑為38.5mm。

實施例4

在實施例2基礎上，如圖7至圖9所示，所述桶蓋2包括一外頂板10。所述外頂板10上在不同位置處設有三個第二螺紋孔11。

所述外頂板10的中心位置處設有一直徑為10mm的第二螺紋孔11，用以外接快速接口，該快速接口連接二氧化碳發生器或者水頭壓力的管子等，以進行二氧化碳飽和和水頭飽和。

所述外頂板10上在中間位置的兩側還設有兩個第二螺紋孔11，這兩個第二螺紋孔11接上快速接口後，可以和三軸儀配套的氣壓控制器一起使用，即在土樣水頭飽和的過程中用氣壓控制器給土樣加圍壓，這樣可以減少土樣在水頭飽和過程中出現裂縫、發生塌陷的危險。

所述外頂板10由其下表面的中心處向下設有一中空的凸起部12，該凸起部12連通處於中間位置的第二螺紋孔11。所述凸起部12側壁厚4mm。

所述凸起部12具有一凸起底板13；所述凸起底板13上設有多個第二通孔14。所述第二通孔14的橫截面可根據需要設置成圓形等。所述凸起底板13厚5mm。

所述外頂板10由其下表面還向下延伸一圓環部15，所述圓環部15位於所述凸起部12的外圍。

所述圓環部15高10mm，寬7mm。所述圓環部15外側設有一段外螺紋，所述外螺紋與所述外圓柱形桶體1的所述外桶壁8的內螺紋配合，將所述桶蓋2與所述外圓柱形桶體1連接起來。

實施例5

在實施例1的基礎上，如圖2至圖4所示，該裝置整體由有機玻璃製成，採用有機玻璃，不僅透明易觀察，容易監視試驗過程；而且強度滿足試驗要求，基本在700kPa內；同時輕便，易操作。

實施例6

本實用新型提供了一種三軸試驗土樣飽和方法，包括以下步驟：

步驟1：在飽和試樣前，先計算土樣的飽和含水量，接著稱重土樣， 然後在土樣頂部和底部分別放上濾紙和透水石，將放上濾紙和透水石的 土樣用橡皮膜裹好，土樣頂部和底部分別預留部分長度的橡皮膜，再稱 總重。

其中，飽和含水量的計算方法為現有方法，在此不再詳細描述。

其中，可採用承樣桶將放上濾紙和透水石的土樣用橡皮膜裹好。

步驟2：裝樣時，先將土樣頂部預留的橡皮膜套在桶蓋2的凸起部12上，再用橡皮圈箍在凸起部12外面；然後將土樣底部預留的橡皮膜套在內空心圓柱體3上，同樣用橡皮圈箍緊內空心圓柱體3外面。至此，土樣已和飽和裝置的桶蓋2和內空心圓柱體3連成了一體，最後將此整體旋進飽和裝置裡底部帶有凹槽16的外圓柱形桶體1的內桶壁中，保證外圓柱形桶體1和內空心圓柱體3中心線在同一條線上；

步驟3：土樣裝好後，將整個飽和裝置放在一個側壁開孔的圓環上，在裝置的所有螺紋孔處都接上快速接口，然後在外圓柱形桶體1的桶底板4中心的快速接口處插上管子，將此管子從支撐整個裝置的圓環的側壁的孔裡拿出來，並連接在一個抽氣泵上。至此，飽和前的所有準備工作做完；

其中，所有螺紋孔包括設置在所述桶蓋2外頂板10上的第二螺紋孔11，以及設置在所述外圓柱形桶體1的桶底板4上的第一螺紋孔9。

其中，所述圓環為已知的工具，主要起固定飽和器的作用。

步驟4： 接下來，開始飽和土樣。先用二氧化碳進行飽和，將準備好的二氧化碳發生器連接在桶蓋2外頂板10中心的快速接口上，調好進氣速度，一邊進氣一邊用抽氣泵抽，此過程進行一個小時。二氧化碳飽和完後，在桶蓋2外頂板10中心的快速接口換上有水頭壓力的管子，將抽氣泵換成抽水泵，調好進水速率，開始水頭飽和，水頭飽和的過程中隔一段時間用抽水泵抽一下，此過程重複進行24小時；

步驟5：等所有的飽和過程完成後，將裹有橡皮膜的土樣從裝置上拆下來，稱重，與飽和前的總質量對比，並減去透水石的吸水量，計算土樣實際的增重量，再與之前計算的土樣飽和含水量對比，看土樣實際的增水量是否已經大於計算的土樣飽和含水量，若大於等於，則可以接著進行此飽和土樣的三軸試驗，若小於，則按以上步驟繼續進行土樣的飽和過程，直至土樣實際的增水量大於計算的土樣飽和含水量後，再上三軸儀進行此飽和土樣的三軸試驗。

顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。