專利名稱：巖石強度測試裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及實驗裝置技術領域，特別是一種巖石強度測試裝置。
背景技術：
鉆井取芯現場，需要對采集的巖石樣本進行力學強度測試。相關技術中，在取芯現場，利用點載荷儀對采集的巖石樣本進行現場力學強度測試。當在取芯現場對巖石樣本進行力學強度測試時，主要通過固定連接在點載荷儀上的一個上壓力觸頭、與上壓力觸頭相對的下壓力觸頭及施壓裝置進行點對點力學強度測試。但，點載荷儀只能對巖石樣本進行現場點對點的巖石力學強度測試，測試方式比較單一。
發明內容
本發明旨在提供巖石強度測試裝置，以解決上述問題。為了解決該技術問題，本發明實施例是這樣實現的:巖石強度測試裝置，包括:基座、橫梁及兩個立柱；兩個所述立柱垂直固定于所述基座；所述橫梁與兩個所述立柱均垂直連接；所述基座上還設置有施壓裝置，在所述施壓裝置上設置有下壓力觸頭，所述下壓力觸頭指向所述橫梁；所述橫梁上活動連接有至少一個上壓力觸頭，并且所述上壓力觸頭指向所述基座。優選地，所述橫梁上活動連接有至少一個上壓力觸頭，包括:所述橫梁上設置有透槽，所述透槽的穿透方向與所述橫梁的長度方向垂直，且所述透槽的穿透方向與所述立柱的長度方向平行；在所述透槽上活動連接有至少一個所述上壓力觸頭。優選地，所述上壓力觸頭通過螺栓活動連接在所述透槽上。優選地，所述上壓力觸頭的數量為一個；所述上壓力觸頭的軸線與所述下壓力觸頭的軸線重合。優選地，所述上壓力觸頭的數量為兩個；兩個所述上壓力觸頭以所述下壓力觸頭為中心，對稱分布在所述下壓力觸頭的兩側。優選地，每個所述立柱上均活動連接有一個輔助支撐板；所述輔助支撐板位于所述橫梁與所述基座之間。優選地，所述輔助支撐板包括多個子輔助支撐板；多個所述子輔助支撐板通過鉸接件依次鉸接。優選地,進一步包括:標尺；所述標尺沿所述橫梁的長度方向，固定在所述橫梁上。
優選地，所述橫梁與兩個所述立柱均垂直連接，包括:所述橫梁通過限位螺栓與兩個所述立柱均垂直活動連接。優選地，進一步包括:數據傳感器；所述數據傳感器位于所述下壓力觸頭與所述施壓裝置之間。通過本發明提供的巖石強度測試裝置，可以達到以下有益效果:本發明的巖石強度測試裝置，通過基座、橫梁及兩個立柱連接形成支架結構，所述支架結構具有支撐固定作用。在巖石強度測試裝置的基座上設置有施壓裝置，在所述施壓裝置上設置有下壓力觸頭。另外在橫梁上活動連接有至少一個上壓力觸頭，即橫梁上可以活動連接一個上壓力觸頭也可以活動連接多個上壓力觸頭，通過增加或減少上壓力觸頭的數量實現對巖石樣本進行多種方式的力學強度測試。例如在橫梁上活動連接一個上壓力觸頭，通過上壓力觸頭與下壓力觸頭的配合可以實現對巖石樣本的點對點的力學強度測試；又例如在橫梁上活動連接兩個上壓力觸頭，通過兩個上壓力觸頭與下壓力觸頭之間的配合可以實現對巖石樣本的三點彎曲強度的測試。因此本發明的巖石強度測試裝置，解決了相關技術中的點載荷儀只能在取芯現場對巖石進行現場點對點的巖石力學強度測試，測試方式比較單一的技術問題。
為了更清楚地說明本發明具體實施方式
或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式
或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例1巖石強度測試裝置的剖視結構示意圖；圖2為本發明實施例2巖石強度測試裝置安裝有兩個上壓力觸頭的剖視結構示意圖；圖3為本發明實施例2巖石強度測試裝置安裝有一個上壓力出觸頭的剖視結構示意圖。
:1-橫梁，2-上壓力觸頭，3-下壓力觸頭，4-施壓裝置，5-立柱，6_輔助支撐板，7-透槽，8-螺栓，9-巖石樣本，10-數據傳感器，11-限位螺栓，12-基座。
具體實施例方式以下將結合附圖對本發明各實施例的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發明所保護的范圍。實施例1本實施例1提供一種巖石強度測試裝置，如圖1所示，所述巖石強度測試裝置，包括:基座12、橫梁I及兩個立柱5 ；兩個立柱5垂直固定于基座12 ;橫梁I與兩個立柱5均垂直連接。通過基座12、橫梁I及兩個立柱5連接形成支架結構。
基座12上還設置有施壓裝置4，在施壓裝置4上設置有下壓力觸頭3，下壓力觸頭3指向橫梁I ;橫梁I上活動連接有至少一個上壓力觸頭2，并且上壓力觸頭2指向基座12。其中上壓力觸頭2與橫梁I活動連接的方式有多種，例如在橫梁I上設置多個螺孔，在上壓力觸頭2的連接端設置與所述螺孔配合的螺紋，上壓力觸頭2的螺紋與橫梁I上的螺孔配合實現上壓力觸頭2活動連接在橫梁I上。本實施例的巖石強度測試裝置，因為在橫梁I上活動連接有至少一個上壓力觸頭2，上壓力觸頭2的數量可以進行調節，即橫梁I上可以活動連接一個上壓力觸頭2也可以活動連接多個上壓力觸頭2，通過增加或減少上壓力觸頭2的數量實現對巖石樣本9進行多種方式的力學強度測試。例如在橫梁上活動連接一個上壓力觸頭2，通過上壓力觸頭2與下壓力觸頭3的配合可以實現對巖石樣本9的點對點的力學強度測試；又例如在橫梁上活動連接兩個上壓力觸頭2，通過兩個上壓力觸頭2與下壓力觸頭3之間的配合可以實現對巖石樣本9的三點彎曲強度的測試。因此本發明的巖石強度測試裝置，克服了相關技術中的點載荷儀只能在取芯現場對巖石進行現場點對點的巖石力學強度測試，測試方式比較單一的技術問題。實施例2本實施例2在實施例1的基礎上提供一種巖石強度測試裝置，如圖2和圖3所示，所述巖石強度測試裝置包括基座12、橫梁I及兩個立柱5。兩個立柱5垂直固定于基座12 ;橫梁I與兩個立柱5均垂直連接；其中，橫梁I與兩個立柱5均垂直連接，包括:橫梁I通過限位螺栓11與兩個立柱5均垂直活動連接，通過限位螺栓11使橫梁I在立柱5上的位置可以進行調節，有利于適應測試的巖石樣本9的形狀與尺寸，使得所述巖石強度測試裝置可以測試不同形狀和尺寸的巖石樣本9。另外，基座12、橫梁I及兩個立柱5的連接形成支架結構，形成的支架結構主要起支撐固定作用。另外基座12上還設置有施壓裝置4，在施壓裝置4上設置有下壓力觸頭3，下壓力觸頭3指向橫梁I ;橫梁I上活動連接有至少一個上壓力觸頭2，并且上壓力觸頭2指向基座12。通過下壓力觸頭3與至少一個上壓力觸頭2的配合實現對巖石樣本9進行相關的力學強度測試。具體地，上壓力觸頭2與下壓力觸頭3的結構相同，均包括圓柱狀的觸頭主體，在圓柱狀觸頭主體的一端延伸形成施壓端，并且施壓端的軸線與圓柱狀觸頭主體的軸線重合,因此圓柱狀觸頭主體的軸線和施壓端的軸線均為壓力觸頭的軸線。與現有技術不同，本實施例的上壓力觸頭2不是固定連接在橫梁I上，而是活動連接在橫梁I上。為了實現，上壓力觸頭2活動連接在橫梁I上，本實施例的橫梁I上設置有透槽7，透槽7的穿透方向與橫梁I的長度方向垂直，且透槽7的穿透方向與立柱5的長度方向平行；在透槽7上活動連接有至少一個上壓力觸頭2，因此上壓力觸頭2的數量可以根據力學強度測試的方式進行增加或減少。
其中，上壓力觸頭2活動連接在透槽7上的方式有多種，例如，上壓力觸頭2通過螺栓8活動連接在透槽7上。具體地，上壓力觸頭2通過螺栓8活動連接在透槽7上的一種實現方式為，沿上壓力觸頭2的軸線方向，在上壓力觸頭2的圓柱狀觸頭主體上設置螺孔，利用與所述螺孔配合的螺栓8將上壓力觸頭2活動連接在透槽7上。另外，實現將上壓力觸頭2活動連接在透槽7上的方式還可以為，在上壓力觸頭2的圓柱狀觸頭主體的遠離指向端的一端形成螺紋體，所述螺紋體穿過透槽7并通過螺母活動連接在透槽7上。當使用所述巖石壓力測試裝置，在取芯現場進行巖石樣本9力學強度測試，可以通過設置上壓力觸頭2的數量來實現不同的力學強度測試。如圖2所示，在橫梁I的透槽7上通過螺栓8連接有兩個上壓力觸頭2，兩個上壓力觸頭2以下壓力觸頭3為中心,對稱分布在下壓力觸頭3的兩側。為了便于調節上壓力觸頭2的位置，沿橫梁I的長度方向，在橫梁I上固定連接有標尺，通過設置的標尺有利于對上壓力觸頭2的位置進行調節。使用設置有兩個上壓力觸頭2的所述巖石強度測試裝置能夠對巖石樣本9進行三點彎曲強度測試，當進行三點彎曲強度測試時，將巖石樣本9夾置在兩個上壓力觸頭2與下壓力觸頭3之間，通過設置在基座12上的施壓裝置4對下壓力觸頭3施加壓力直至將巖石樣本9破壞，并且記錄巖石樣本9被破壞時，施壓裝置4對下壓力觸頭3施加的壓力。另外，為了便于將巖石樣本9夾置在兩個上壓力觸頭2與下壓力觸頭3之間，而且為了將巖石樣本9夾置地更加穩固，每個立柱5上均活動連接有一個輔助支撐板6 ;輔助支撐板6位于橫梁I與基座12之間。具體地，輔助支撐板6均可以通過限位螺栓11活動連接在立柱5上，其在立柱5上的位置可以進行相應調節。當進行巖石強度三點彎曲強度測試時，兩個輔助支撐板6相對設置，并且為巖石樣本9提供相應的支撐與放置點，便于巖石樣本9的放置，而且可以通過兩個上壓力觸頭2與下壓力觸頭3，將巖石樣本9夾持的更加穩固，保證測試出的相關數據更加準確。輔助支撐板6包括多個子輔助支撐板；多個子輔助支撐板通過鉸接件依次鉸接，以此實現對輔助支撐板6長度的調節，以適應巖石樣本9的長度。當使用巖石強度測試裝置，測出相關的力學強度數據后，還需要利用得到的數據進行相關的計算處理。利用設置在基座12上的施壓裝置4雖然可以讀取到施加壓力數據，例如施壓裝置4為液壓千斤頂，通過液壓千斤頂可以直接讀取施壓的壓力為多少；但讀取的所述施加壓力數據還需要人工進行記錄，并且輸入到相應的數據處理裝置中，進行數據的處理。為了便于對得到的施加壓力數據進行記錄及利用所述施加壓力數據進行數據處理，在下壓力觸頭3與施壓裝置4的伸出軸之間設置一個數據傳感器10，通過數據傳感器10可以感應得到施壓裝置4施加的壓力數據，并且數據傳感器10通過數據采集線與數據處理裝置連接，以將采集的壓力數據傳輸到數據處理裝置進行壓力數據的記錄及相關的數據處理。例如，所述數據傳感器10為壓電式壓力傳感器。
本實施例的巖石強度測試裝置，具有多種功能，不僅可以對巖石樣本9進行三點力學強度測試，而且還可以對采集的巖石樣本9進行點對點的力學強度測試。為了對采集的巖石樣本9進行點對點的力學強度測試，如圖3所示，在橫梁I的透槽7上通過螺栓8連接一個上壓力觸頭2，上壓力觸頭2的軸線與所述下壓力觸頭3的軸線重合。通過上壓力觸頭2與下壓力觸頭3的配合，夾置巖石樣本9，通過施壓裝置4進行施壓破壞巖石樣本9，并記錄測試到的相關數據，并通過數據處理裝置進行數據處理即可。現有技術中，在取芯現場只能對采集的巖石樣本9進行點對點的力學強度測試，直接測出施加的壓力數據，通過對施加的壓力數據進行相關處理得到參數數據。但，只用一種方式進行巖石力學強度測試，即使進行獨立的多次的測試試驗，因此對每次得到的壓力數據進行計算的公式相同，無法判定得出的參數數據是否準確，因此需要采用其它的測試方式對參數數據進行驗證。而本實施例的巖石強度測試裝置，既可以對巖石樣本9進行點對點的力學強度測試和三點彎曲強度測試，通過兩種測試方式及兩種測試方式對應的運算方法，可以分別得到關于同一個參數的試驗數據，例如抗拉強度，通過比對判定得到的參數數據是否準確。而且本實施例的巖石強度測試裝置，主要通過螺栓8、限位螺栓11進行活動連接，便于組裝、拆卸如此便于力學強度試驗裝置的運輸及使用。本發明提供的各種實施例可根據需要以任意方式相互組合，通過這種組合得到的技術方案，也在本發明的范圍內。顯然，本領域技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.巖石強度測試裝置，其特征在于，包括:基座、橫梁及兩個立柱； 兩個所述立柱垂直固定于所述基座；所述橫梁與兩個所述立柱均垂直連接； 所述基座上還設置有施壓裝置，在所述施壓裝置上設置有下壓力觸頭，所述下壓力觸頭指向所述橫梁； 所述橫梁上活動連接有至少一個上壓力觸頭，并且所述上壓力觸頭指向所述基座。
2.根據權利要求1所述的巖石強度測試裝置，其特征在于，所述橫梁上活動連接有至少一個上壓力觸頭,包括: 所述橫梁上設置有透槽，所述透槽的穿透方向與所述橫梁的長度方向垂直，且所述透槽的穿透方向與所述立柱的長度方向平行； 在所述透槽上活動連接有至少一個所述上壓力觸頭。
3.根據權利要求2所述的巖石強度測試裝置，其特征在于，所述上壓力觸頭通過螺栓活動連接在所述透槽上。
4.根據權利要求1所述的巖石強度測試裝置，其特征在于，所述上壓力觸頭的數量為一個； 所述上壓力觸頭的軸線與所述下壓力觸頭的軸線重合。
5.根據權利要求1所述的巖石強度測試裝置，其特征在于，所述上壓力觸頭的數量為兩個； 兩個所述上壓力觸頭以所述下壓力觸頭為中心，對稱分布在所述下壓力觸頭的兩側。
6.根據權利要求1所述的巖石強度測試裝置，其特征在于，每個所述立柱上均活動連接有一個輔助支撐板； 所述輔助支撐板位于所述橫梁與所述基座之間。
7.根據權利要求6所述的巖石強度測試裝置，其特征在于，所述輔助支撐板包括多個子輔助支撐板； 多個所述子輔助支撐板通過鉸接件依次鉸接。
8.根據權利要求1所述的巖石強度測試裝置，其特征在于，進一步包括:標尺； 所述標尺沿所述橫梁的長度方向，固定在所述橫梁上。
9.根據權利要求1所述的巖石強度測試裝置，其特征在于，所述橫梁與兩個所述立柱均垂直連接，包括: 所述橫梁通過限位螺栓與兩個所述立柱均垂直活動連接。
10.根據權利要求1所述的巖石強度測試裝置，其特征在于，進一步包括:數據傳感器；所述數據傳感器位于所述下壓力觸頭與所述施壓裝置之間。
全文摘要
本發明涉及實驗裝置技術領域，特別是一種巖石強度測試裝置。巖石強度測試裝置，包括基座、橫梁及兩個立柱；兩個所述立柱垂直固定于所述基座；所述橫梁與兩個所述立柱均垂直連接；所述基座上還設置有施壓裝置，在所述施壓裝置上設置有下壓力觸頭，所述下壓力觸頭指向所述橫梁；所述橫梁上活動連接有至少一個上壓力觸頭，并且所述上壓力觸頭指向所述基座。本發明提供的巖石強度測試裝置，能夠實現在取芯現場對巖石樣本進行多種方式的巖石力學強度測試。
文檔編號G01N3/12GK103196751SQ201310057468
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月22日 優先權日2013年2月22日
發明者崔振東, 劉大安, 牛晶蕊, 王洪建 申請人:中國科學院地質與地球物理研究所