一种可以加载围压的激光致裂岩石装置

本发明涉及激光致裂岩石实验，具体为一种可以加载围压的激光致裂岩石装置。背景技术：1、随着油气资源大量开发，资源开采逐步走向深部化；而深部地层地应力高、地质条件复杂、岩石硬度高且耐磨性强等特点使得破岩技术面临巨大挑战。在此环境下，传统钻井方法的破岩效率大大降低，钻井的质量和效益也随之下降。相比传统破岩技术而言，激光破岩技术因其低成本、高效率、高可靠性等的优势在实际工程中具有良好的应用前景，成为了近年来破岩领域研究的焦点，但激光破岩理论仍处于发展和完善的过程中，需要进一步的探索。2、为了对激光破岩的机理进行研究，目前已经出现了研究不同激光参数对激光破岩的影响的实验装置。然而，深部岩石周边环境参数也是影响岩石破坏的一个重要因素，地应力作为深部岩石周边环境的一个重要参数，亟需纳入研究范畴，但目前尚未存在可模拟深部地应力环境的激光致裂岩石实验装置。技术实现思路1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以加载围压的激光致裂岩石装置，在激光致裂岩石实验过程中可以模拟地应力环境对岩石样品施加围压，为后续研究更接近真实情况的激光致裂岩石的破坏机理提供支持。2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：3、一种可以加载围压的激光致裂岩石装置，包括实验平台、实验腔体、激光装置，所述实验腔体设置于所述实验平台上，所述激光装置包括光纤激光器、激光发射器，所述激光发射器固定安装在所述实验腔体内的顶部，所述光纤激光器可通过激光发射器发射不同参数的激光，还包括升降台、围压加载装置和液压缸；4、所述升降台设置于所述实验平台上方，所述升降台底部固定连接有若干竖直的滑杆，所述滑杆贯穿所述实验平台并与所述实验平台滑动适配，所述滑杆上套设有电磁线圈a，所述电磁线圈a与所述实验平台固定连接；5、所述围压加载装置包括筒体和透明的顶盖，所述筒体为两端开口的中空结构，所述筒体的底端与所述升降台的顶面固定连接，所述筒体的顶端与所述顶盖通过螺栓连接，所述顶盖靠近所述筒体的一端中心向内加工有圆形盲孔，所述圆形盲孔内设置有胀紧密封胶圈，所述筒体内设置有承载盘；6、所述液压缸固定设置于所述实验平台下方，所述液压缸的活塞杆端依次贯穿所述实验平台、升降台后与所述承载盘固定连接，所述液压缸的活塞杆与所述升降台密封适配，所述液压缸的活塞杆上套设有电磁线圈b，所述电磁线圈b与所述升降台固定连接；7、所述液压缸、承载盘、圆形盲孔同轴设置，所述激光发射器的发射端正对所述圆形盲孔的中心。8、进一步的，所述圆形盲孔的深度小于6mm。9、进一步的，所述筒体上连通设置有加压管和泄压管。10、进一步的，还包括成像机构，所述成像机构包括成像相机、气缸、滑条、顶块、c型座，所述气缸和所述c型座固定安装在所述实验腔体上部的内壁上，所述滑条与所述实验腔体的内壁可滑动的连接，所述气缸的伸缩端与所述滑条的一端固定连接，所述顶块固定设置于所述滑条上；所述成像相机与所述c型座可转动的连接，所述顶块与所述成像相机相适配。11、进一步的，所述实验腔体上部的内壁固定设置有补光灯。12、进一步的，所述实验腔体内的顶部还设置有红外温度场检测仪，所述红外温度场检测仪的检测端正对所述所述圆形盲孔的中心设置。13、本发明的有益效果是：14、该可以加载围压的激光致裂岩石装置包括实验平台，在实验平台上罩设有实验腔体，实验腔体内部顶端设置有激光发射器，激光发射器可发射不同参数的激光；实验腔体上方设置有升降台，升降台上设置有围压加载装置，在实验时岩石试样放置于围压加载装置内，通过升降台的升降可调节激光光斑直径，通过围压加载装置可对岩石试样施加不同的围压。由此，该可以加载围压的激光致裂岩石装置在进行激光致裂岩石研究时，可以对多个参数进行调节，也将岩石试样受压模拟地应力这一重要参数引入实验内，为后续研究更接近真实情况的激光致裂岩石的破坏机理提供了一定的技术支持，对后期激光破岩技术的工程化应用具有重要意义。15、围压加载装置包括筒体和顶盖，其设置为可拆分结构，可方便进行安装以及岩石试样的更换；顶盖设置为透明材质，便于激光穿过照射在岩石试样上完成实验，也便于成像设备进行观测；顶盖靠近筒体的一端中心向内加工有圆形盲孔，其远离筒体的一端为封闭状态，由此使得围压加载装置安装完成后整体封闭，有利于保证围压加载过程稳定，同时也避免碎裂的石块崩出；圆形盲孔内设置有胀紧密封胶圈，在试验时岩石试样可通过胀紧密封胶圈与顶盖胀紧连接，一方面胀紧密封胶圈可对岩石试样的端部进行加持，以便于实现岩石样品的柱面和底面同压强加压，另一方面胀紧密封胶圈还起到一定密封效果，尽量减少加压过程中液体出现在岩石样品的顶端，减少对激光照射的影响。16、设置有液压缸、电磁线圈a和电磁线圈b，筒体内还设置有承载盘，液压缸的活塞杆端与承载盘固定连接，电磁线圈a可使升降台与实验平台相对固定或解锁，电磁线圈b可使升降台与液压缸的活塞杆相对固定或解锁，由此仅该液压缸配合电磁线圈a、电磁线圈b的通断电可驱动升降台升降以实现激光照射光斑直径的调节，还可驱动承载盘的升降实现轴压加载等，其整体结构紧凑。技术特征：1.一种可以加载围压的激光致裂岩石装置，包括实验平台、实验腔体、激光装置，所述实验腔体设置于所述实验平台上，所述激光装置包括光纤激光器、激光发射器，所述激光发射器固定安装在所述实验腔体内的顶部，所述光纤激光器可通过激光发射器发射不同参数的激光，其特征在于，还包括升降台、围压加载装置和液压缸；2.根据权利要求1所述的一种可以加载围压的激光致裂岩石装置，其特征在于，所述圆形盲孔的深度小于6mm。3.根据权利要求2所述的一种可以加载围压的激光致裂岩石装置，其特征在于，所述筒体上连通设置有加压管和泄压管。4.根据权利要求1所述的一种可以加载围压的激光致裂岩石装置，其特征在于，还包括成像机构，所述成像机构包括成像相机、气缸、滑条、顶块、c型座，所述气缸和所述c型座固定安装在所述实验腔体上部的内壁上，所述滑条与所述实验腔体的内壁可滑动的连接，所述气缸的伸缩端与所述滑条的一端固定连接，所述顶块固定设置于所述滑条上；所述成像相机与所述c型座可转动的连接，所述顶块与所述成像相机相适配。5.根据权利要求4所述的一种可以加载围压的激光致裂岩石装置，其特征在于，所述实验腔体上部的内壁固定设置有补光灯。6.根据权利要求1所述的一种可以加载围压的激光致裂岩石装置，其特征在于，所述实验腔体内的顶部还设置有红外温度场检测仪，所述红外温度场检测仪的检测端正对所述所述圆形盲孔的中心设置。技术总结本发明涉及激光致裂岩石实验技术领域，公开了一种可以加载围压的激光致裂岩石装置，包括实验平台，实验平台上设有升降台，升降台上设有筒体，筒体的顶端安装有顶盖，顶盖的底端加工有圆形盲孔，圆形盲孔内设有胀紧密封胶圈，岩石试样可通过胀紧密封胶圈与顶盖胀紧连接，筒体内设有承载盘，还包括液压缸、电磁线圈A和电磁线圈B，液压缸安装在实验平台底部，液压缸的活塞杆端部依次贯穿实验平台、升降台后与承载盘固定连接，电磁线圈A通电时可使实验平台和升降台固定，电磁线圈B通电时可使液压缸的活塞杆和升降台固定；该装置在实验过程中可以模拟地应力环境对岩石样品施加围压，为后续研究更接近真实情况的激光致裂岩石破坏机理提供支持。技术研发人员：高明忠,刘军军,杨本高,谢晶,石少帅,何志强,杨磊,周雪敏受保护的技术使用者：四川大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16