(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210361281.8 (22)申请日 2022.04.07 (71)申请人 东北石油大 学 地址 163318 黑龙江省大庆市高新 技术产 业开发区学府街9 9号 (72)发明人 李金波　王素玲　董康兴　于伟强　 屈如意　白文龙　刘庚　卢秋羽　 (74)专利代理 机构 北京睿智保诚专利代理事务 所(普通合伙) 11732 专利代理师 徐健 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 3/18(2006.01) (54)发明名称 深部高温高压环境岩石断裂可视化试验装 置和试验方法 (57)摘要 本发明公开了深部高温高压环境岩石断裂 可视化试验装置和试验 方法， 涉及油气开发岩石 断裂力学研究领域， 该装置包括： 框架、 第一围压 加载机构、 第二围压加载机构、 轴压加载机构、 对 中调节机构、 温度加载机构、 液压机构以及可视 化监测装置； 液压机构用于为第一围压加载机构 和第二围压加载机构提供围压； 温度加载机构设 置于第一围压加载机构的第二端、 第二围压加载 机构的第二端、 轴压加载机构的第二端以及对中 调节机构的第二端之间， 温度加载机构用于加热 提供高温； 可视化监测装置设置于框架的一侧， 可视化监测装置用于监测实验全 过程。 本发明可 实现模拟岩石处于深部储层高温高压环境、 采集 岩石断裂数据， 为深部资源开采理论研究提供技 术支持。 权利要求书3页 说明书7页 附图4页 CN 114720263 A 2022.07.08 CN 114720263 A 1.深部高温高压环境岩石断裂可视化试验装置， 其特征在于， 包括： 框架(1)、 第一围压 加载机构(2)、 第二围压加载机构(3)、 轴压加载机构(4)、 对中调节机构(5)、 温度加载机构 (6)、 液压 机构(7)、 冷却循环机构(8)以及可视化 监测装置(9)； 所述液压机构(7)用于为所述第一围压加载机构(2)和所述第二围压加载机构(3)提供 围压； 所述冷却循环机构(8)用于所述第一围压加载机构(2)和所述第二围压加载机构(3)降 低温度， 用于保护装置； 所述可视化监测装置(9)设置于所述框架(1)的一侧， 所述可视化监测装置(9)用于监 测实验全过程； 所述第一围压加载机构(2)的第一端与所述框架(1)的第一侧框(11)固定连接， 所述第 一围压加载机构(2)的第二端伸至所述框架(1)的内部； 所述第二围压加载机构(3)的第一端与所述框架(1)的底框(12)固定连接， 所述第二围 压加载机构(3)的第二端伸至所述框架(1)的内部； 所述轴压加载机构(4)的第一端与所述框架(1)的顶框(13)固定连接， 所述轴压加载机 构(4)的第二端伸至所述框架(1)的内部； 所述对中调 节机构(5)的第一端与所述框架(1)的第二侧框(14)固定连接， 所述对中调 节机构(5)的第二端伸至所述框架(1)的内部； 所述温度加载机构(6)设置于所述第一围压加载机构(2)的第二端、 第二围压加载机构 (3)的第二端、 所述轴压加载机构(4)的第二端以及所述对中调节机构(5)的第二端之间。 2.根据权利要求1所述的深部 高温高压环境岩石断裂可视化试验装置， 其特征在于， 所 述第一围压加载机构(2)贯穿所述第一侧 框(11)， 所述第一围压加载机构(2)包括： 第一液 压缸(21)、 第一固定套环(22)、 第一传 感器连接杆(23)、 第一载荷传感器(24)、 第一连接套 筒(25)、 第一加载 杆(26)以及第一加载头(27)； 所述第一液压缸(2 1)固定连接于所述第一侧框(11)的外侧， 所述第一液压缸(21)的活 塞杆嵌入所述第一侧框(1 1)； 所述第一传感器连接杆(23)由所述第一侧框(11)的内侧嵌入所述第一侧框(11)， 且与 所述第一液压缸(21)的活塞杆固定连接； 所述第一传感器连接杆(23)第二端设有第一凸 台； 所述第一固定套环(22)固定设置在所述第一凸台与所述第一传感器连接杆(23)的第 一端之间， 且所述第一固定套环(2 2)与第一侧框(1 1)的内侧壁抵触 配合； 所述第一载荷 传感器(24)的第一端与所述第一传感器连接杆(23)的第二端抵触 配合； 所述第一连接套 筒(25)固定连接 于所述第一凸台和所述第一载荷 传感器(24)的外 部； 所述第一加载 杆(26)的第一端与所述第一载荷 传感器(24)固定连接； 所述第一加载杆(26)的第二端伸至所述温度加载机构(6)的内部， 且所述第一加载杆 (26)的第二端与所述第一加载头(27)固定连接 。 3.根据权利要求2所述的深部 高温高压环境岩石断裂可视化试验装置， 其特征在于， 所 述第二围压加载机构(3)贯穿所述底框(12)， 所述第二 围压加载机构(3)包括： 第二液压缸 (31)、 第二固定套环(32)、 第二传感器连接杆(33)、 第二载荷传感器(34)、 第二连接套筒 (35)、 第二加载 杆(36)以及第二加载头(37)；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114720263 A 2所述第二液压缸(31)固定连接于所述底框(12)的外侧， 所述第二液压缸(31)的活塞杆 嵌入所述底框(12)； 所述第二传感器连接杆(33)由所述底框(12)的内侧嵌入所述底框(12)， 且与所述第二 液压缸(31)的活塞杆固定连接； 所述第二传感器连接杆(3 3)第二端设有第二凸台； 所述第二固定套环(32)固定设置在所述第二凸台与所述第二传感器连接杆(33)的第 一端之间， 且所述第二固定套环(32)与所述底框(12)的内侧壁抵触 配合； 所述第二载荷 传感器(34)的第一端与所述第二传感器连接杆(3 3)的第二端抵触 配合； 所述第二连接套 筒(35)固定连接 于所述第二凸台和所述第二载荷 传感器(34)的外 部； 所述第二加载 杆(36)的第一端与所述第二载荷 传感器(34)固定连接； 所述第二加载杆(36)的第二端伸至所述温度加载机构(6)的内部， 且所述第二加载杆 (36)的第二端与所述第二加载头(37)固定连接 。 4.根据权利要求3所述的深部 高温高压环境岩石断裂可视化试验装置， 其特征在于， 所 述液压机构(7)与所述第一液压缸(21)和所述第二液压缸(31)连通。 5.根据权利要求1所述的深部 高温高压环境岩石断裂可视化试验装置， 其特征在于， 所 述轴压加载机构(4)贯穿所述顶框(13)， 所述轴压加载机构(4)包括： 上支撑筒(41)、 轴向加 载杆(42)以及轴向加载辊(43)； 所述上支撑筒(41)的第一端设有第三凸台， 所述第三凸台与所述顶框(13)固定连接； 所述上支撑筒(41)的第二端伸至所述温度加载机构(6)的内部； 所述轴向加载杆(42)的第一端与所述顶框(13)固定连接， 其第二端与所述上支撑筒 (41)的内壁滑动连接； 所述轴向加载辊(43)与所述轴向加载 杆(42)的第二端抵触 配合。 6.根据权利要求1所述的深部 高温高压环境岩石断裂可视化试验装置， 其特征在于， 所 述对中调节机构(5)贯穿所述第二侧框(14)， 所述对中调节机构(5)包括： 支撑套筒(51)、 对 中丝杠(52)、 对中锁紧螺母(5 3)以及第三加载头(54)； 所述支撑套筒(51)的第一端设有第四凸台， 其第二端与所述第二侧框(14)螺纹连接； 所述第四凸台通过螺钉与所述第二侧框(14)的内侧壁固定连接； 所述对中丝杠(52)贯穿所述支撑套筒(51)和所述第二侧框(14)， 且所述对中丝杠(52) 与所述支撑套筒(51)固定连接， 所述对中丝杠(52)的第一端伸至所述温度加载机构(6)的 内部； 所述第三加载头(54)与所述对中丝杠(52)的第一端固定连接； 所述对中锁紧螺母(53)拧紧于所述对中丝杠(52)的外部， 且与所述支撑套筒(51)邻近 所述第三加载头(54)的一端抵触 配合。 7.根据权利要求1所述的深部 高温高压环境岩石断裂可视化试验装置， 其特征在于， 所 述温度加载机构(6)包括： 加热框(61)、 第一温度传感器(62)、 第二温度传感器(63)以及加 热控制器(64)； 所述加热框(61)内部空腔， 所述加热框(61)的空腔壁设置有电热丝； 且所述加热框 (61)的一侧壁设有开窗； 所述第一温度传感器(62)与所述加热框(61)的侧壁固定连接， 且与所述加热控制器 (64)电连接， 将所述加热框(61)侧壁的温度信息传递至所述加热控制器(64)；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114720263 A 3