一種高溫高壓下的破巖實驗裝置的製作方法

2023-05-15 22:56:21 2

專利名稱：一種高溫高壓下的破巖實驗裝置的製作方法
技術領域：
一種高溫高壓下的破巖實驗裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種破巖鑽孔實驗裝置，尤其是一種適用於高溫高壓下實現破巖鑽孔的實驗裝置。
背景技術：
[0002]隨著人類社會的發展，諸如深部油氣開採、高溫巖體地熱開採、煤炭地下氣化等與溫度有關的工程問題越來越多。例如石油鑽井的深度已達到8000m，高溫巖體地熱資源開採深度在5000m以上，煤炭地下氣化溫度也在1000°C以上。這些工程都涉及一個與高溫度和高壓力有關的重要問題，即在高溫高壓環境下對堅硬巖體進行破巖鑽進，這迫切需要解決高溫高壓條件下堅硬巖體的破巖機理問題，而目前尚無模擬該條件下破巖鑽孔的實驗裝置。發明內容[0003]本實用新型的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、操作方便、 試驗效果好的高溫高壓下的破巖實驗裝置。[0004]為實現上述目的，本實用新型的高溫高壓下的破巖實驗裝置，包括加壓機、設在加壓機內對巖樣進行加熱的高溫壓力室，高溫壓力室的上部設有巖樣上壓頭，下部設有對巖樣進行加壓的中心缸壓頭和圍壓缸壓頭，所述加壓機的上部設有向高溫壓力室內施鑽的打鑽平臺，打鑽平臺上設有的鑽機支架，鑽機支架上鉸接有可繞鑽機支架旋轉的鑽機橫梁，鑽機橫梁上設有鑽機和鑽機固定杆，鑽機上設有通入鑽杆的進水口，打鑽平臺的中部設有設有鑽杆通道，鑽杆通道的入口處設有導入鑽杆的排渣裝置。[0005]所述的鑽機固定杆上部與鑽機橫梁焊接，下部通過螺釘固定在打鑽平臺上；所述的排渣裝置包括與鑽杆通道相通的導套和設在導套上的排渣出水口。[0006]有益效果可以實現對巖樣進行加熱和加壓的同時進行破巖鑽孔實驗，可以根據不同實驗目的調整鑽進參數及破巖方式，其鑽杆可安裝不同類型的鑽頭；鑽杆通過打鑽平臺中心的鑽杆通道進入高溫壓力室，到達巖樣的上表面中心；淨水通過鑽杆內的進水孔到達巖樣鑽孔，將鑽出的巖屑通過鑽杆通道帶出，經排渣出水口排出。可以進行高溫高壓條件下衝擊-切削破巖方式的鑽進速率、破巖效率、鑽具與圍巖相互作用等方面的研究。其結構簡單、操作方便、試驗效果好。


[0007]圖1是本實用新型的結構示意圖。[0008]圖2是圖1的I - I俯視圖。[0009]圖3是圖1的II - II俯視圖。[0010]圖中1-高溫壓力室；2-中心缸壓頭；3-圍壓缸壓頭；4-排渣裝置；4-1-排渣出水口 ；4-2-導套；5-底座；6-立柱；7-巖樣；8-打鑽平臺；9-鑽機支架；10-鑽機橫梁；11-鑽機；12-鑽機固定杆；13-進水口 ； 14-鑽杆；15-鑽杆通道；16-高溫壓力室上蓋板； 17-巖樣上壓頭。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的說明如圖1所示，本實用新型的高溫高壓下的破巖實驗裝置，主要由加壓機、高溫壓力室1、鑽機11和排渣裝置4構成，對巖樣7進行加熱的高溫壓力室1設在加壓機內，高溫壓力室1的上部設有巖樣上壓頭17，下部設有對巖樣7進行加壓的中心缸壓頭2和圍壓缸壓頭3，加壓機包括底座5、設在底座5上支撐打鑽平臺8的四個立柱6，加壓機的上部設有向高溫壓力室1內施鑽的打鑽平臺8，打鑽平臺8的底部設有壓在巖樣上壓頭17上的高溫壓力室上蓋板16，打鑽平臺8上設有的鑽機支架9，鑽機支架9上鉸接有可繞鑽機支架9旋轉的鑽機橫梁10，鑽機橫梁10上設有鑽機11和鑽機固定杆12，鑽機固定杆12的上部與鑽機橫梁10焊接，下部通過螺釘固定在打鑽平臺8上，以保證打鑽作業時鑽機11的穩定性。鑽機11上設有通入鑽杆14的進水口 13，打鑽平臺8的中部設有鑽杆通道15，鑽杆通道15的入口處設有導入鑽杆14的排渣裝置4。排渣裝置4包括與鑽杆通道15相通的導套4-2和設在導套4-2上的排渣出水口 4-1，如圖2所示。
權利要求1.一種高溫高壓下的破巖實驗裝置，包括加壓機、設在加壓機內對巖樣(7)進行加熱的高溫壓力室(1 )，高溫壓力室(1)的上部設有巖樣上壓頭(17)，下部設有對巖樣(7)進行加壓的中心缸壓頭(2)和圍壓缸壓頭(3)，其特徵在於所述加壓機的上部設有向高溫壓力室(1)內施鑽的打鑽平臺(8)，打鑽平臺(8)上設有的鑽機支架(9)，鑽機支架(9)上鉸接有可繞鑽機支架(9)旋轉的鑽機橫梁(10)，鑽機橫梁(10)上設有鑽機(11)和鑽機固定杆 (12)，鑽機(11)上設有通入鑽杆(14)的進水口(13)，打鑽平臺(8)的中部設有設有鑽杆通道(15)，鑽杆通道(15)的入口處設有導入鑽杆(14)的排渣裝置(4)。
2.根據權利要求1所述的一種高溫高壓下的破巖實驗裝置，其特徵在於所述的鑽機固定杆(12)上部與鑽機橫梁(10)焊接，下部通過螺釘固定在打鑽平臺(8)上。
3.根據權利要求1所述的一種高溫高壓下的破巖實驗裝置，其特徵在於所述的排渣裝置(4)包括與鑽杆通道(15)相通的導套(4-2)和設在導套(4-2)上的排渣出水口(4-1)。
專利摘要一種高溫高壓下的破巖實驗裝置，包括加壓機、設在加壓機內對巖樣進行加熱的高溫壓力室，高溫壓力室的上部設有巖樣上壓頭，下部設有對巖樣進行加壓的中心缸壓頭和圍壓缸壓頭，所述加壓機的上部設有向高溫壓力室內施鑽的打鑽平臺，打鑽平臺上設有的鑽機支架，鑽機支架上鉸接有可繞鑽機支架旋轉的鑽機橫梁，鑽機橫梁上設有鑽機和鑽機固定杆，鑽機上設有通入鑽杆的進水口，打鑽平臺的中部設有設有鑽杆通道，鑽杆通道的入口處設有導入鑽杆的排渣裝置。可進行高溫高壓條件下不同破巖方式的鑽進速率、破巖效率、鑽具與圍巖相互作用等方面的研究，能夠模擬高溫大埋深條件下硬巖的破巖鑽進。
文檔編號G01M99/00GK202274995SQ201120339189
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月13日 優先權日2011年9月13日
發明者萬志軍, 周長冰, 張源, 杜廣立, 趙陽升 申請人:中國礦業大學