襯板式三軸液囊及其一次成型方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及三軸巖心夾持器，尤其是一種用于對三軸巖心夾持器內(nèi)的巖心進行加載的襯板式三軸液囊及其一次成型方法。
【背景技術】
[0002]常規(guī)的三軸力學試驗中，一般采用熱縮膠套將巖心包裹，然后在試驗筒體中充滿液壓油，利用液壓油直接對巖心圍壓加載，一次模擬巖石在地層中的受力狀況，在石油、地質(zhì)領域的各種試驗研究中普遍使用;而真三軸力學試驗則需要對巖心水平方向施加兩個不同的圍壓加載，因此常規(guī)三軸力學試驗中的圍壓加載方法對此并不適用。
[0003]在真三軸力學試驗中，一般是在巖心側(cè)面十字形放置三軸液囊，并且通過液囊隔絕加載液壓流體，依靠液囊自身的變形來擠壓巖心實現(xiàn)應力加載。常規(guī)的三軸液囊一般包括一支長方形橡膠筒體、兩個密封用堵頭，并通過粘接劑和二次硫化粘接而成，常規(guī)三軸液囊由于采用兩個密封用堵頭，需要經(jīng)過人工粘接、二次硫化才能成型，為制作工藝帶來不便，制作工藝復雜，成型質(zhì)量不易控制，成品率偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種襯板式三軸液囊及其一次成型方法，襯板式三軸液囊通過一次成型方法成型，由襯板取代現(xiàn)有三軸液囊的密封用堵頭，成型時無需二次硫化。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明提出一種襯板式三軸液囊，該襯板式三軸液囊包括:襯板，包括頂面、底面、以及自頂面貫穿至底面的液壓接口；橡膠片，與襯板連接，并罩設于頂面;加壓空間，位于橡膠片與頂面之間，加壓空間與液壓接口連通。
[0006]如上所述的襯板式三軸液囊，其中，襯板的頂面上分布有多條相連通的導流槽，導流槽與液壓接口相連通。
[0007]如上所述的襯板式三軸液囊，其中，導流槽為長條形的通槽。
[0008]如上所述的襯板式三軸液囊，其中，襯板上還設有自頂面貫穿至底面的貫通孔，貫通孔靠近底面的下部由密封環(huán)密封，貫通孔靠近頂面的上部形成與各導流槽連通的集液腔。
[0009]如上所述的襯板式三軸液囊，其中，橡膠片與襯板的側(cè)面之間具有連接橡膠片與襯板的膠粘劑層。
[0010]如上所述的襯板式三軸液囊，其中，襯板的上部頂面和下部頂面凸出于襯板的中部頂面，液壓接口設于襯板的中部。
[0011 ]如上所述的襯板式三軸液囊，其中，襯板的上部頂面和下部頂面凸出于襯板的中部頂面，貫通孔設于襯板的中部。
[0012]本發(fā)明還提供一種襯板式三軸液囊的一次成型方法，其采用成型模具制作如上所述的襯板式三軸液囊，成型模具包括上模和下模，下模具有凹槽，上模具有與凹槽相匹配的凸起，一次成型方法包括以下步驟:
[0013]步驟S1:在襯板的側(cè)面涂布膠粘劑，再將襯板放置在下模的凹槽中，接著將橡膠原料鋪設在襯板的頂面和側(cè)面，然后將上模的凸起抵壓在橡膠原料上；
[0014]步驟S2:之后將夾設有襯板和橡膠原料的上模和下模一起放置在硫化壓力機上，采用硫化壓力機對上模施壓施溫；
[0015]步驟S3:對上模施壓施溫一段時間，使橡膠原料硫化形成橡膠片，使橡膠片與襯板通過膠粘劑完全膠聯(lián)粘接，即完成襯板式三軸液囊的一次成型。
[0016]如上所述的襯板式三軸液囊的一次成型方法，其中，襯板上設有多條相互連通且與液壓接口連通的導流槽、以及自襯板的頂面貫穿至其底面的貫通孔，成型模具還包括與貫通孔相匹配的支撐件;在步驟SI中，將襯板放置于凹槽后，先將支撐件放置于貫通孔內(nèi)，再將橡膠原料鋪設在襯板的頂面和支撐件的頂面上。
[0017]如上所述的襯板式三軸液囊的一次成型方法，其中，襯板式三軸液囊還包括密封環(huán)，密封環(huán)的高度小于貫通孔的長度;該一次成型方法還包括以下步驟:步驟S4:完成襯板式三軸液囊的一次成型后，將襯板式三軸液囊從成型模具取出，并將支撐件從貫通孔中取出，然后將密封環(huán)密封連接在貫通孔內(nèi)，使貫通孔內(nèi)位于密封環(huán)上方的空腔形成集液腔。
[0018]本發(fā)明的襯板式三軸液囊及其一次成型方法的特點和優(yōu)點是:
[0019]1、本發(fā)明的襯板式三軸液囊，由襯板與橡膠片結合構成，無需采用密封用堵頭，使得結構更加簡單，成型更加方便，無需手工粘接、二次硫化等操作即可制成，對巖心進行加載時，直接向加壓空間內(nèi)注入液體即可，加載方便、有效；
[0020]2、本發(fā)明的襯板式三軸液囊，通過設置導流槽，可以將液體快速均勻?qū)爰訅嚎臻g內(nèi)，加載速度快，而且對巖心的加載應力更加均勻；
[0021 ] 3、本發(fā)明的襯板式三軸液囊的一次成型方法，將襯板和橡膠原料填充到成型模具內(nèi)，采用硫化壓力機對成型模具施壓施溫，即可完成襯板式三軸液囊的一次成型，無需二次硫化，成型方便快捷，成型質(zhì)量高，成本低。
【附圖說明】
[0022]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0023]圖1是本發(fā)明的襯板式三軸液囊的主視圖；
[0024]圖2是圖1中沿A-A線的剖視圖；
[0025]圖3是本發(fā)明中襯板的立體圖；
[0026]圖4是圖3中B處的局部放大圖；
[0027]圖5是圖3中襯板的主視圖；
[0028]圖6是圖5中沿C-C線的剖視圖；
[0029]圖7是本發(fā)明的襯板式三軸液囊的一次成型模具的主視圖；
[0030]圖8是本發(fā)明的襯板式三軸液囊的一次成型模具的俯視圖；
[0031]圖9是本發(fā)明的襯板式三軸液囊與其一次成型模具的組合示意圖；
[0032]圖10是本發(fā)明中密封環(huán)的示意圖；
[0033]圖11是本發(fā)明中支撐件的示意圖。
[0034]主要元件標號說明:
[0035]I 襯板
[0036]11液壓接口12導流槽
[0037]13貫通孔131集液腔
[0038]14密封環(huán)15環(huán)形凹槽
[0039]2橡膠片3加壓空間
[0040]4 下模41凹槽
[0041]5上模51凸起
[0042]6支撐件
【具體實施方式】
[0043]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0044]如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供一種襯板式三軸液囊，用于對三軸夾持器內(nèi)的巖心進行加載，為一種新型的三軸夾持器的加載部件，該襯板式三軸液囊包括襯板1、橡膠片2和加壓空間3。
[0045]其中，襯板I包括頂面、底面、以及自頂面貫穿至底面的液壓接口11，襯板例如為扁平板或具有一定厚度的矩形方塊體，其材質(zhì)為金屬，例如采用不銹鋼材質(zhì)制成，液壓接口 11用來與提供液壓力或輸送液體的管線相連接;橡膠片2與襯板I連接，并罩設于襯板I的頂面，用來產(chǎn)生膨脹變形，橡膠片2例如為耐油耐溫的丁晴橡膠;加壓空間3位于橡膠片2與襯板I的頂面之間，用于對巖心加壓，加壓空間3與液壓接口 11連通。在對巖心進行加載時，將巖心貼靠于橡膠片2的外表面，通過液壓接口 11向加壓空間3內(nèi)輸送液體，對襯板式三軸液囊加壓，此加壓過程中，襯板I能通過自身強度抵抗橡膠片膨脹變形或液力變形，并通過反作用力使橡膠片擠壓巖心，向巖心傳遞應力，從而實現(xiàn)對巖心的有效加載。
[0046]如圖3、圖4、圖5、圖6所不，在一個優(yōu)選的實施例中，襯板I的頂面上分布有多條相連通的導流槽12，導流槽12與液壓接口 11相連通，導流槽12用于對進入液壓接口 11的液體進行導流，從而使液體快速、均勻流向加壓空間3的各個部位。具體是，在未使用狀態(tài)下，襯板式三軸液囊的橡膠片2基本貼合于襯板I的頂面，或與襯板I的頂面之間具有很小的間隙，若不設置導流槽12，由液壓接口 11進入的液體難以快速擠入橡膠片2與襯板I的頂面之間，通過設置導流槽12，液體可經(jīng)由導流槽12很容易地快速、均勻分布于橡膠片與襯板頂面之間，不僅縮短加載時間、提高加載效率，還使得對巖心的加載應力更均勻。
[0047]再如圖4所示，在一個可行的技術方案中，導流槽12為長條形或狹長的凹槽或通槽，導流槽12沿襯板I的頂面的橫向和縱向設置，或者說沿襯板I的頂面的縱向間隔設置有多條橫向延伸的導流槽12，沿襯板I的頂面的橫向間隔設置有多條縱向延伸的導流槽12，所有的導流槽12之間均相互連通，以使液體經(jīng)由這些導流槽快速均勻地流通至橡膠片與襯板頂面之間，并快速均勻地填充到加壓空間內(nèi)。
[0048]其中，通過將導流槽設置為狹長的凹槽，能在成型時防止橡膠原料落入導流槽內(nèi)。
[0049 ]如圖5、圖6、圖1O所示，另外，襯板I上還設有自襯板頂面貫穿至襯板底面的貫通孔13，貫通孔13靠近襯板底面的下部由密封環(huán)14密封，密封環(huán)14例如為金屬圓柱形零件，密封環(huán)14通過螺紋連接在貫通孔13