冲击载荷加载装置、模拟冲击载荷的试验系统及其试验方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108776072A(43)申请公布日2018.11.09(21)申请号201810721104.X(22)申请日2018.07.03(71)申请人四川文理学院地址635000四川省达州市南坝街(72)发明人杨丽萍崔怀丰孙林平蒲国林郝加波陈光平(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371代理人余剑琴(51)Int.Cl.G01N3/32(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称冲击载荷加载装置、模拟冲击载荷的试验系统及其试验方法(57)摘要本发明提供了一种冲击载荷加载装置、模拟冲击载荷的试验系统及其试验方法，属于破岩试验装置领域。冲击载荷加载装置，包括凸轮机构和动力钻具。凸轮机构包括圆柱凸轮和能够驱动圆柱凸轮转动的驱动装置，驱动装置的动力输出轴与圆柱凸轮的转轴传动连接，圆柱凸轮开设有曲线凹槽。动力钻具包括钻具本体、凸轮从动件及弹性件，弹性件套设于钻具本体，凸轮从动件套设于钻具本体且凸轮从动件设置传导部，传导部和钻具本体能够限制弹性件运动，传导部能够与曲线凹槽配合，以使得传导部在圆柱凸轮转动时能够往复直线运动。当驱动装置的动力输出轴转动时，传导部在圆柱凸轮转动时能够往复直线运动，由此对钻具本体产生稳定的周期性冲击载荷。CN108776072ACN108776072A权利要求书1/1页1.一种冲击载荷加载装置，其特征在于，包括凸轮机构，所述凸轮机构包括圆柱凸轮和能够驱动所述圆柱凸轮转动的驱动装置，所述驱动装置的动力输出轴与所述圆柱凸轮的转轴传动连接，所述圆柱凸轮开设有曲线凹槽；以及动力钻具，所述动力钻具包括钻具本体、凸轮从动件及弹性件，所述弹性件套设于所述钻具本体，所述凸轮从动件套设于所述钻具本体且所述凸轮从动件设置有传导部，所述传导部和所述钻具本体能够限制所述弹性件在预设区域，所述传导部能够与所述曲线凹槽配合，以使得所述传导部在所述圆柱凸轮转动时能够往复直线运动。2.根据权利要求1所述的冲击载荷加载装置，其特征在于，所述钻具本体的一端设置有环形凸缘，所述弹性件一端与所述传导部抵接，所述弹性件的另一端与所述环形凸缘抵接。3.一种模拟冲击载荷的试验系统，其特征在于，包括权利要求1-2任一项所述的冲击载荷加载装置；钻压加载装置，所述钻压加载装置与所述钻具本体的一端连接，所述钻压加载装置能够为所述钻具本体提供旋转力；以及钻具支架，所述钻具支架被配置成用于限定所述钻具本体的径向运动，所述钻具本体能够相对所述钻具支架转动。4.根据权利要求3所述的模拟冲击载荷的试验系统，其特征在于，所述模拟冲击载荷的试验系统还包括高压泵，所述高压泵与所述钻具本体连接，所述高压泵能够为所述钻具本体的内部的流体提供压力。5.根据权利要求3所述的模拟冲击载荷的试验系统，其特征在于，还包括声发射传感器，所述声发射传感器安装在岩石上，所述声发射传感器配置成能够收集岩石破碎过程的声音信号。6.根据权利要求4所述的模拟冲击载荷的试验系统，其特征在于，所述钻具支架包括第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板之间设置有钻具夹具，所述钻具夹具套设于所述钻具本体能够限制所述钻具本体的径向运动。7.根据权利要求4所述的模拟冲击载荷的试验系统，其特征在于，所述模拟冲击载荷的试验系统还包括双层水箱，所述双层水箱设置有开口，所述钻具本体的一端安装于所述双层水箱内，且所述钻具本体与所述双层水箱的开口处密封连接。8.根据权利要求6所述的模拟冲击载荷的试验系统，其特征在于，所述钻具夹具与所述钻具支架可拆卸连接且所述钻具夹具至少为2个，所述高压泵设置于其中一个所述钻具夹具上，所述驱动装置设置于另一个所述钻具夹具上。9.根据权利要求7所述的模拟冲击载荷的试验系统，其特征在于，还包括岩石加载装置，所述岩石加载装置能够对岩样施加x、y、z三个方向的载荷。10.一种模拟冲击载荷的试验方法，其特征在于，其利用权利要求9所述的模拟冲击载荷的试验系统进行，包括如下步骤：由所述岩石加载装置夹持岩石并对岩石提供x-y-z三个方向的载荷；由所述高压泵输送流体至所述动力钻具的内部，同时在所述双层水箱内注入流体，保持岩石在流体淹没状态；由所述圆柱凸轮提供冲击载荷，所述钻压加载装置提供静载荷。2CN108776072A说明书1/7页冲击载荷加载装置、模拟冲击载荷的试验系统及其试验方法技术领域[0001]本发明涉及破岩试验装置领域，具体而言，涉及一种冲击载荷加载装置及模拟冲击载荷的试验系统及其试验方法。背景技术[0002]目前，高效的破岩技术是油气井钻井技术领域的核心，也是钻井工程理论研究的重点内容。在石油行业，冲击破岩一直是岩石破碎的主要形式。冲击破岩是在传统的旋转破岩基础上，利用岩石在