Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки

Изобретение относится к испытательному устройству для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки. Вертикальная рама модели включает в себя основание и четыре стойки, вертикально закрепленные в четырех углах основания, соответственно. Группы перегородок, расположенные параллельно, соединены друг с другом с возможностью отсоединения между четырьмя стойками. Множество групп труб квадратного сечения проходят сквозь нижнюю часть группы передних и задних перегородок. Верхнее устройство приложения нагрузки от давления масла выполнено с возможностью нагнетать давление сверху вниз внутри пространства моделирования нагрузки. Нижнее устройство приложения нагрузки от давления масла выполнено с возможностью нагнетать давление снизу вверх внутри пространства моделирования нагрузки. Гидравлическая система для контроля давления, нагнетаемого верхним и нижним устройством приложения нагрузки от давления масла. Устройство приложения нагрузки от водяного мешка включает в себя водяные мешки, расположенные внутри пространства моделирования нагрузки, и узел регулирования давления. Технический результат - упрощение конструкции, удобство эксплуатации, обеспечение возможности воссоздания трехмерного пространства, низкой степени автоматизации, и получение информации существующей модели пласта. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[01] Настоящее изобретение относится к технической области имитационного физического моделирования, а более конкретно, к испытательному устройству для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[02] Китай относительно богат запасами угля, но из-за сложных условий залегания его трудно добывать. В настоящее время фундаментальные исследования по добыче глубоко залегающего угля относительно неэффективны, поэтому угольная промышленность несет большие затраты для удовлетворения потребностей энергетики. Среди них точное обнаружение деформации и разрушения горных пород в процессе добычи является основой технологий борьбы со стихийными бедствиями, таких как добыча в процессе научно-исследовательских работ, контроль пласта горных пород, водоохранная добыча и экологическая репарация пласта. Преследуя ключевые научные проблемы механизма деформации и разрушения горных пород в процессе добычи, многие ученые по всему миру провели множество тщательных исследований. Среди них испытание методом физического моделирования является эффективным средством решения вышеуказанных проблем.

[03] В настоящее время большинство испытательных устройств для имитационного физического моделирования имеют двумерную форму, что позволяет проводить испытания только плоских моделей пласта и затрудняет получение информации о трехмерных пространственных характеристиках в процессе деформации горных пород и не может эффективно моделировать процесс прорыва воды в пласте. В то же время из-за ограниченного размера конструкций модели невозможно моделировать пласт целиком, а моделирование воздействия на пласт достигается путем приложения усилия к верхней части конструкции. В настоящее время большинство известных устройств моделирования используют блоки противовесы для моделирования нагрузки, что занимает много времени, характеризуется трудоемкостью и эксплуатационным риском.

[04] Следовательно, для специалистов в данной области техники разработка испытательного устройства для многомерного имитационного моделирования нагрузки, обладающего упрощенной и продуманной конструкцией и удобством эксплуатации, решающего проблему воссоздания трехмерного пространства существующей модели пласта, является актуальной проблемой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

[05] Ввиду этого, изобретение обеспечивает испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, которое направлено на решение вышеупомянутых технических проблем.

[06] Для достижения вышеуказанной цели в изобретении раскрывается следующая техническая схема.

[07] Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки включает в себя вертикальную раму модели, верхнее устройство приложения нагрузки от давления масла, нижнее устройство приложения нагрузки от давления масла, гидравлическую систему и устройство приложения нагрузки от водяного мешка.

[08] Вертикальная рама модели включает в себя основание и четыре стойки, вертикально закрепленные в четырех углах основания, соответственно. Две группы передних и задних перегородок, а также группы левых и правых перегородок, расположенные параллельно, соединены друг с другом с возможностью отсоединения между четырьмя стойками. Группы передних и задних перегородок, а также группы левых и правых перегородок выполнены с образованием замкнутого пространства моделирования нагрузки с открытыми верхними и нижними сторонами. Множество групп труб квадратного сечения проходят сквозь нижнюю часть группы передних и задних перегородок, а в группах левых и правых перегородок предусмотрены резервные отверстия.

[09] Верхнее устройство приложения нагрузки от давления масла установлено на верхней открытой стороне пространства моделирования нагрузки с возможностью нагнетать давление сверху вниз внутри пространства моделирования нагрузки.

[10] Нижнее устройство приложения нагрузки от давления масла установлено на нижней открытой стороне пространства моделирования нагрузки с возможностью нагнетать давление снизу вверх внутри пространства моделирования нагрузки.

[11] Гидравлическая система расположена за пределами пространства моделирования нагрузки и соединена с верхним устройством приложения нагрузки от давления масла и нижним устройством приложения нагрузки от давления масла через масляные каналы и используется для контроля давления, нагнетаемого верхним устройством приложения нагрузки от давления масла и нижним устройством приложения нагрузки от давления масла.

[12] Устройство приложения нагрузки от водяного мешка включает в себя один или несколько водяных мешков, расположенных внутри пространства моделирования нагрузки, и узел регулирования давления, расположенный вне пространства моделирования нагрузки и соединенный с водяным мешком.

[13] Благодаря вышеупомянутой технической схеме изобретение обладает следующими преимуществами: упрощенной и продуманной конструкцией и удобством эксплуатации и может эффективно решить проблему воссоздания трехмерного пространства, низкой степени автоматизации и сложности получения ключевой информации существующей модели пласта.

[14] Предпочтительно, в указанном выше испытательном устройстве для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, две передние и задние поперечные балки закреплены параллельно на верхних концах четырех стоек. Между концами передней и задней поперечных балок и верхних концов стоек закреплены усиливающие пластины, что может повысить конструктивную прочность вертикальной рамы модели.

[15] Предпочтительно, в указанном выше испытательном устройстве для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, верхнее устройство приложения нагрузки от давления масла включает в себя верхнюю опорную пластину, группу верхних гидравлических цилиндров и верхние пластины для приложения усилия. Верхняя опорная пластина закреплена между передними и задними поперечными балками. Группа верхних гидравлических цилиндров включает в себя множество верхних гидравлических цилиндров, расположенных на равном расстоянии друг от друга и закрепленных на верхней поверхности верхней опорной пластины в продольном направлении верхней опорной пластины, при этом штоки верхних гидравлических цилиндров проходят через верхнюю опорную пластину. Количество верхних пластин для приложения усилия совпадает с количеством верхних гидравлических цилиндров, при этом верхние пластины для приложения усилия прикреплены к концам штоков цилиндров, соответственно, и множество верхних пластин для приложения усилия соединены друг с другом. В изобретении используется группа гидравлических цилиндров для создания конкретного давления в пространстве моделирования нагрузки, при этом диапазон давления может меняться динамически. По сравнению с традиционным созданием давления блоком противовесом, пространство моделирования нагрузки больше соответствует характеристикам распределения давления фактического забоя скважины.

[16] Предпочтительно, в указанном выше испытательном устройстве для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, нижнее устройство приложения нагрузки от давления масла включает в себя нижнюю опорную пластину, группу нижних гидравлических цилиндров, регулируемые опоры и нижние пластины для приложения усилия. Нижняя опорная пластина закреплена на основании. Группа нижних гидравлических цилиндров включает в себя множество нижних гидравлических цилиндров, расположенных на равном расстоянии друг от друга и закрепленных на нижней поверхности нижней опорной пластины в продольном направлении нижней опорной пластины, при этом штоки нижних гидравлических цилиндров проходят через нижнюю опорную пластину. Регулируемые опоры прикреплены к концевым участкам корпусов нижних гидравлических цилиндров и используются в качестве опоры на пол. Количество нижних пластин для приложения усилия совпадает с количеством нижних гидравлических цилиндров, при этом нижние пластины для приложения усилия соответственно прикреплены к концам штоков цилиндров и представляют собой пластины круглой формы. Изобретение обеспечивает взаимодействие нижнего устройства приложения нагрузки от давления масла с верхним устройством приложения нагрузки от давления масла, что может дополнительно улучшить эффект моделирования нагрузки и функциональность. Благодаря регулируемым опорам сила реакции воздействует непосредственно на пол, предотвращая деформацию нижней пластины рамы.

[17] Предпочтительно, в указанном выше испытательном устройстве для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, линии подачи масла множества верхних гидравлических цилиндров и множества нижних гидравлических цилиндров соединяются параллельно друг с другом и затем подключаются к гидравлической системе. Благодаря этому может осуществляться единое и одновременное управление гидравлическими цилиндрами.

[18] Предпочтительно, в указанном выше испытательном устройстве для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, гидравлическая система включает корпус цилиндра насосной станции, масляный резервуар и первый двигатель, соединенный с корпусом цилиндра насосной станции. Первый двигатель подключен к шкафу электроуправления. Верхняя часть корпуса цилиндра насосной станции снабжена отверстием для впрыска масла, соединенным с масляным резервуаром. Корпус цилиндра насосной станции также соединен с электромагнитным перепускным клапаном и электромагнитным реверсивным клапаном, при этом электромагнитный реверсивный клапан может управлять возвратно-поступательным движением штоков группы верхних гидравлических цилиндров и группы нижних гидравлических цилиндров. Цилиндр насосной станции также соединен с двумя манометровыми клапанами, манометром для измерения избыточного давления и манометром для насосной станции, соединенные, соответственно, с двумя манометровыми клапанами. Масляный резервуар установлен с ручкой регулировки манометра для измерения избыточного давления, ручкой регулировки скорости перемещения пробы по трубе и ручкой регулировки общего давления. Масляные каналы, соединенные с корпусом цилиндра насосной станции и группой верхних гидравлических цилиндров или группой нижних гидравлических цилиндров, представляют собой соединительные трубопроводы высокого давления. Шкаф электроуправления может осуществлять запуск и остановку насосной станции, расширение и сжатие силовых гидравлических цилиндров, поддержание давления на одном уровне и изменение направления подачи давления, а также регулировку прикладываемого усилия. Значение давления в гидравлических цилиндрах можно отслеживать в реальном времени с помощью манометров.

[19] Предпочтительно, в указанном выше испытательном устройстве для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, резервные отверстия включают в себя резервные отверстия для кабеля и резервные отверстия для водяного мешка, что упрощает прокладку экспериментальных кабелей и водопроводных труб.

[20] Предпочтительно, в указанном выше испытательном устройстве для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, узел регулирования давления включает в себя нейлоновую трубу, соединенную с водяным мешком. Нейлоновая труба проходит через резервные отверстия для водяного мешка и последовательно соединяется с первым соединителем, манометром, обратным клапаном, вторым соединителем и загрузочным насосом. Загрузочный насос включает в себя корпус насоса и второй двигатель, соединенный с корпусом насоса. Второй двигатель закреплен на основании двигателя, а выпускное отверстие для воды корпуса насоса соединено со вторым соединителем. При необходимости можно установить несколько наборов водяных мешков для осуществления последовательной или одновременной подачи воды. После достижения определенного значения давления водяной мешок протекает и повреждается, что соответствует экспериментальным требованиям.

[21] Предпочтительно, в указанном выше испытательном устройстве для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, группы передних и задних перегородок, а также группы левых и правых перегородок соединены со стойками болтами, что обеспечивает упрощение сборки и разборки, а также стабильность конструкции.

[22] Предпочтительно, в указанном выше испытательном устройстве для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, группы передних и задних перегородок, а также группы левых и правых перегородок снабжены множеством смотровых окон. В смотровом окне используется прозрачная акриловая пластина, что обеспечивает простую и устойчивую конструкцию.

[23] В соответствии с вышеупомянутой технической схемой, по сравнению с предшествующим уровнем техники, изобретение обеспечивает испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, обладающее следующими преимуществами:

[24] 1. Конструкция для имитационного физического моделирования, разработанная согласно изобретению, может применяться как для двумерного моделирования, так и для трехмерного моделирования. В то же время можно моделировать пласт с разными углами падения.

[25] 2. Для изменения режима нагнетания давления в изобретении вместо установки блоков противовеса в ручном режиме применяются гидравлические цилиндры, позволяющие выполнять нагнетание давления в автоматическом и управляемом режиме. В то же время поток воды в ограниченном пространстве можно рассматривать как эффективное моделирование прорыва воды в скважину.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[26] Для более детального пояснения вариантов осуществления настоящего изобретения или технического решения в предшествующем уровне техники, далее кратко представлены чертежи, используемые в описании вариантов осуществления или предшествующего уровня техники. Очевидно, что чертежи в нижеследующем описании являются только вариантами осуществления настоящего изобретения. Специалистами в данной области техники могут быть получены другие чертежи на основе указанных чертежей без внесения творческого вклада.

[27] Фиг. 1 - структурная схема испытательного устройства для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, представленного в настоящем изобретении;

[28] Фиг. 2 - вид спереди испытательного устройства для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, представленного в настоящем изобретении;

[29] Фиг. 3 - вид сбоку испытательного устройства для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, представленного в настоящем изобретении;

[30] Фиг. 4 - вид сверху испытательного устройства для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, представленного в настоящем изобретении;

[31] Фиг. 5 - структурная схема гидравлической системы, представленной в настоящем изобретении;

[32] Фиг. 6 - структурная схема устройства приложения нагрузки от водяного мешка, представленного в настоящем изобретении;

[33] Фиг. 7 - структурная схема верхнего устройства приложения нагрузки от давления масла, представленного в настоящем изобретении;

[34] Фиг. 8 - структурная схема нижнего устройства приложения нагрузки от давления масла, представленного в настоящем изобретении.

[35] На чертежах:

[36] 1 - вертикальная рама модели;

[37] 11 - основание; 12 - стойка; 13 - группа передних и задних перегородок; 14 - группа левых и правых перегородок; 141 - резервное отверстие; 15 - группа труб квадратного сечения; 16 - передние и задние поперечные балки; 17 - усиливающая пластина; 18 - смотровое окно;

[38] 2 - верхнее устройство приложения нагрузки от давления масла

[39] 21 - верхняя опорная пластина; 22 - группа верхних гидравлических цилиндров; 23 - верхняя пластина для приложения усилия;

[40] 3 - нижнее устройство приложения нагрузки от давления масла

[41] 31 - нижняя опорная пластина; 32 - группа нижних гидравлических цилиндров; 33 - регулируемая опора; 34 - нижняя пластина для приложения усилия;

[42] 4 - гидравлическая система;

[43] 41 - цилиндр насосной станции; 411 - отверстие для впрыска масла; 412 - электромагнитный перепускной клапан; 413 - электромагнитный реверсивный клапан; 414 - манометровый клапан; 415 - манометр для измерения избыточного давления; 416 - манометр для насосной станции; 42 - масляный резервуар; 421 - ручка регулировки манометра для измерения избыточного давления; 422 - ручка регулировки скорости перемещения пробы по трубе; 423 - ручка регулировки общего давления; 43 - первый двигатель; 44 - шкаф электроуправления;

[44] 5 - устройство приложения нагрузки от водяного мешка;

[45] 51 - водяной мешок; 52 - узел регулирования давления; 521 - нейлоновая труба; 522 - первый соединитель; 523 - манометр; 524 - обратный клапан; 525 - второй соединитель; 526 - загрузочный насос; 5261 - корпус насоса; 5262 - второй двигатель; 5263 - основание двигателя.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[46] Далее приводится детальное описание вариантов осуществления технического решения изобретения в сочетании с сопроводительными чертежами. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются только частью вариантов осуществления изобретения, а не всеми вариантами осуществления изобретения. Другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе описанных вариантов осуществления изобретения без внесения творческого вклада, входят в объем защиты изобретения.

[47] Ссылаясь на фиг. 1-8, вариант осуществления изобретения обеспечивает испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, включающее в себя вертикальную раму модели 1, верхнее устройство приложения нагрузки от давления масла 2, нижнее устройство приложения нагрузки от давления масла 3, гидравлическую систему 4 и устройство приложения нагрузки от водяного мешка 5.

[48] Вертикальная рама модели 1 включает в себя основание 11 и четыре стойки 12, вертикально закрепленные в четырех углах основания 11, соответственно. Две группы передних и задних перегородок 13, а также группы левых и правых перегородок 14, расположенные параллельно, соединены друг с другом с возможностью отсоединения между четырьмя стойками 12. Группы передних и задних перегородок 13, а также группы левых и правых перегородок 14 выполнены с образованием замкнутого пространства моделирования нагрузки с открытыми верхними и нижними сторонами. Множество групп труб квадратного сечения 15 проходят сквозь нижнюю часть группы передних и задних перегородок 13, а в группах левых и правых перегородок 14 предусмотрены резервные отверстия 141.

[49] Верхнее устройство приложения нагрузки от давления масла 2 установлено на верхней открытой стороне пространства моделирования нагрузки с возможностью нагнетать давление сверху вниз внутри пространства моделирования нагрузки.

[50] Нижнее устройство приложения нагрузки от давления масла 3 установлено на нижней открытой стороне пространства моделирования нагрузки с возможностью нагнетать давление снизу вверх внутри пространства моделирования нагрузки.

[51] Гидравлическая система 4 расположена за пределами пространства моделирования нагрузки и соединена с верхним устройством приложения нагрузки от давления масла 2 и нижним устройством приложения нагрузки от давления масла 3 через масляные каналы и используется для контроля давления, нагнетаемого верхним устройством приложения нагрузки от давления масла 2 и нижним устройством приложения нагрузки от давления масла 3.

[52] Устройство приложения нагрузки от водяного мешка 5 включает в себя один или несколько водяных мешков 51, расположенных внутри пространства моделирования нагрузки, и узел регулирования давления 52, расположенный вне пространства моделирования нагрузки и соединенный с водяным мешком 51.

[53] Для дальнейшей оптимизации описанной выше технической схемы две передние и задние поперечные балки 16 закреплены параллельно на верхних концах четырех стоек 12, а между концами передней и задней поперечных балок 16 и верхних концов стоек 12 закреплены усиливающие пластины 17. Вертикальная рама модели 1 образована стальными швеллерами, стальными уголками и стальными листами, соединенными сваркой.

[54] Для дальнейшей оптимизации вышеупомянутой технической схемы верхнее устройство приложения нагрузки от давления масла 2 включает в себя верхнюю опорную пластину 21, группу верхних гидравлических цилиндров 22 и верхние пластины для приложения усилия 23. Верхняя опорная пластина 21 закреплена между передними и задними поперечными балками 16. Группа верхних гидравлических цилиндров 22 включает в себя множество верхних гидравлических цилиндров, расположенных на равном расстоянии друг от друга и закрепленных на верхней поверхности верхней опорной пластины 21 в продольном направлении верхней опорной пластины 21, при этом штоки верхних гидравлических цилиндров проходят через верхнюю опорную пластину 21. Количество верхних пластин для приложения усилия 23 совпадает с количеством верхних гидравлических цилиндров, при этом верхние пластины для приложения усилия прикреплены к концам штоков цилиндров, соответственно, и множество верхних пластин для приложения усилия 23 соединены друг с другом.

[55] Для дальнейшей оптимизации вышеупомянутой технической схемы нижнее устройство приложения нагрузки от давления масла 3 включает в себя нижнюю опорную пластину 31, группу нижних гидравлических цилиндров 32, регулируемые опоры 33 и нижние пластины для приложения усилия 34. Нижняя опорная пластина 31 закреплена на основании 11. Группа нижних гидравлических цилиндров 32 включает в себя множество нижних гидравлических цилиндров, расположенных на равном расстоянии друг от друга и закрепленных на нижней поверхности нижней опорной пластины 31 в продольном направлении нижней опорной пластины 31, при этом штоки нижних гидравлических цилиндров проходят через нижнюю опорную пластину 31. Регулируемые опоры 33 прикреплены к концевым участкам корпусов нижних гидравлических цилиндров и используются в качестве опоры на пол; количество нижних пластин для приложения усилия 34 совпадает с количеством нижних гидравлических цилиндров, при этом нижние пластины для приложения усилия соответственно прикреплены к концам штоков цилиндров и представляют собой пластины круглой формы.

[56] Для дальнейшей оптимизации указанной выше технической схемы, линии подачи масла множества верхних гидравлических цилиндров и множества нижних гидравлических цилиндров соединяются параллельно друг с другом и затем подключаются к гидравлической системе 4.

[57] Для дальнейшей оптимизации указанной выше технической схемы гидравлическая система 4 включает корпус цилиндра насосной станции 41, масляный резервуар 42 и первый двигатель 43, соединенный с корпусом цилиндра насосной станции 41. Первый двигатель 43 подключен к шкафу электроуправления 44. Верхняя часть корпуса цилиндра насосной станции 41 снабжена отверстием для впрыска масла 411, соединенным с масляным резервуаром 42. Корпус цилиндра насосной станции 41 дополнительно соединен с электромагнитным перепускным клапаном 412 и электромагнитным реверсивным клапаном 413, при этом электромагнитный реверсивный клапан 413 может управлять возвратно-поступательным движением штоков группы верхних гидравлических цилиндров 22 и группы нижних гидравлических цилиндров 32. Цилиндр насосной станции 41 также соединен с двумя манометровыми клапанами 414, манометром для измерения избыточного давления 415 и манометром для насосной станции 416, соединенные, соответственно, с двумя манометровыми клапанами 414. Масляный резервуар 42 установлен с ручкой регулировки манометра для измерения избыточного давления 421, ручкой регулировки скорости перемещения пробы по трубе 422 и ручкой регулировки общего давления 423. Масляные каналы, соединенные с корпусом цилиндра насосной станции 41 и группой верхних гидравлических цилиндров 22 или группой нижних гидравлических цилиндров 32, представляют собой соединительные трубопроводы высокого давления.

[58] Для дальнейшей оптимизации указанной выше технической схемы резервные отверстия 141 включают в себя резервные отверстия для кабеля и резервные отверстия для водяного мешка.

[59] Для дальнейшей оптимизации указанной выше технической схемы, узел регулирования давления 52 включает в себя нейлоновую трубу 521, соединенную с водяным мешком 51. Нейлоновая труба 521 проходит через резервные отверстия для водяного мешка и последовательно соединяется с первым соединителем 522, манометром 523, обратным клапаном 524, вторым соединителем 525 и загрузочным насосом 526. Загрузочный насос 526 включает в себя корпус насоса 5261 и второй двигатель 5262, соединенный с корпусом насоса 5261. Второй двигатель 5262 закреплен на основании двигателя 5263, а выпускное отверстие для воды корпуса насоса 5261 соединено со вторым соединителем 525. Водяной мешок 51 изготовлен из полиэтилена.

[60] Для дальнейшей оптимизации указанной выше технической схемы группы передних и задних перегородок 13, а также группы левых и правых перегородок 14 соединены со стойками 12 болтами.

[61] Для дальнейшей оптимизации указанной выше технической схемы, группы передних и задних перегородок 13, а также группы левых и правых перегородок 14 снабжены множеством смотровых окон 18.

[62] После сборки вертикальной рамы модели 1, верхнего устройства приложения нагрузки от давления масла 2, нижнего устройства приложения нагрузки от давления масла 3, гидравлической системы 4 и устройства приложения нагрузки от водяного мешка 5, для изменения давления и объема моделируемого пласта используется критерий подобия. Каждый моделируемый пласт подбирается в соответствии с определенным критерием подобия, и подобранные материалы укладываются слоями в пространстве моделирования нагрузки вертикальной рамы модели 1. Во время процесса укладки устройство приложения нагрузки от водяного мешка 5 и различные сенсорные блоки синхронно размещаются в соответствующие позиции внутри пространства моделирования нагрузки. После укладки слои в модели уплотняются с помощью верхнего устройства приложения нагрузки от давления масла 2 и нижнего устройства приложения нагрузки от давления масла 3. Начальное приложенное усилие гидравлических цилиндров преобразуется в соответствии с фактической глубиной залегания и модулем объемной упругости пласта, а давление воды в водяных мешках 51 соответствует фактическому давлению замкнутого водоносного пласта.

[63] Различные варианты осуществления настоящего изобретения описываются последовательно с выделением отличий каждого варианта осуществления от других вариантов осуществления. Для каждого варианта осуществления могут указываться одинаковые и похожие части различных вариантов осуществления. Описание устройства, раскрытого в вариантах осуществления, упрощено, поскольку устройство соответствует способу, раскрытому в вариантах осуществления, и при описании устройства может быть сделана ссылка на описание части способа.

[64] Приведенное выше описание раскрытых вариантов осуществления позволяет специалистам в данной области техники реализовать или использовать настоящее изобретение. Многие модификации этих вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники. Общий принцип, определенный в данном документе, может быть реализован в других вариантах осуществления без отклонения от сущности или объема настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, указанными в данном описании, но соответствует широкому объему, согласующемуся с принципом и новыми признаками, раскрытыми в настоящем документе.

1. Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки, содержащее:

вертикальную раму модели (1), включающую в себя основание (11) и четыре стойки (12), вертикально закрепленные в четырех углах основания (11) соответственно; две группы передних и задних перегородок (13) и группы левых и правых перегородок (14), расположенные параллельно и соединенные друг с другом с возможностью отсоединения между четырьмя стойками (12); группы передних и задних перегородок (13) и группы левых и правых перегородок (14) выполнены с образованием замкнутого пространства моделирования нагрузки с открытыми верхними и нижними сторонами; множество групп труб квадратного сечения (15) проходят сквозь нижнюю часть группы передних и задних перегородок (13), а в группах левых и правых перегородок (14) предусмотрены резервные отверстия (141);

верхнее устройство приложения нагрузки от давления масла (2), установленное на верхней открытой стороне пространства моделирования нагрузки с возможностью нагнетать давление сверху вниз внутри пространства моделирования нагрузки;

нижнее устройство приложения нагрузки от давления масла (3), установленное на нижней открытой стороне пространства моделирования нагрузки с возможностью нагнетать давление снизу вверх внутри пространства моделирования нагрузки.

гидравлическая система (4), расположенная за пределами пространства моделирования нагрузки и соединенная с верхним устройством приложения нагрузки от давления масла (2) и нижним устройством приложения нагрузки от давления масла (3) через масляные каналы и используемая для контроля давления, нагнетаемого верхним устройством приложения нагрузки от давления масла (2) и нижним устройством приложения нагрузки от давления масла (3); и

устройство приложения нагрузки от водяного мешка (5), включающее в себя один или несколько водяных мешков (51), расположенных внутри пространства моделирования нагрузки, и узел регулирования давления (52), расположенный вне пространства моделирования нагрузки и соединенный с водяным мешком (51).

2. Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки по п.1, отличающееся тем, что две передние и задние поперечные балки (16) закреплены параллельно на верхних концах четырех стоек (12), а между концами передней и задней поперечных балок (16) и верхних концов стоек (12) закреплены усиливающие пластины (17).

3. Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки по п.1, отличающееся тем, что верхнее устройство приложения нагрузки от давления масла (2) включает в себя верхнюю опорную пластину (21), группу верхних гидравлических цилиндров (22) и верхние пластины для приложения усилия (23); верхняя опорная пластина (21) закреплена между передними и задними поперечными балками (16); группа верхних гидравлических цилиндров (22) включает в себя множество верхних гидравлических цилиндров, расположенных на равном расстоянии друг от друга и закрепленных на верхней поверхности верхней опорной пластины (21) в продольном направлении верхней опорной пластины (21), при этом штоки верхних гидравлических цилиндров проходят через верхнюю опорную пластину (21); количество верхних пластин для приложения усилия (23) совпадает с количеством верхних гидравлических цилиндров, при этом верхние пластины для приложения усилия прикреплены к концам штоков цилиндров соответственно, и множество верхних пластин для приложения усилия (23) соединены друг с другом.

4. Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки по п.1, отличающееся тем, что нижнее устройство приложения нагрузки от давления масла (3) включает в себя нижнюю опорную пластину (31), группу нижних гидравлических цилиндров (32), регулируемые опоры (33) и нижние пластины для приложения усилия (34); нижняя опорная пластина (31) закреплена на основании (11); группа нижних гидравлических цилиндров (32) включает в себя множество нижних гидравлических цилиндров, расположенных на равном расстоянии друг от друга и закрепленных на нижней поверхности нижней опорной пластины (31) в продольном направлении нижней опорной пластины (31), при этом штоки нижних гидравлических цилиндров проходят через нижнюю опорную пластину (31); регулируемые опоры (33) прикреплены к концевым участкам корпусов нижних гидравлических цилиндров и используются в качестве опоры на пол; количество нижних пластин для приложения усилия (34) совпадает с количеством нижних гидравлических цилиндров, при этом нижние пластины для приложения усилия (34) соответственно прикреплены к концам штоков цилиндров и представляют собой пластины круглой формы.

5. Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки по п.1, отличающееся тем, что линии подачи масла множества верхних гидравлических цилиндров и множества нижних гидравлических цилиндров соединены параллельно друг с другом и подключены к гидравлической системе (4).

6. Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки по п.1, отличающееся тем, что гидравлическая система (4) включает корпус цилиндра насосной станции (41), масляный резервуар (42) и первый двигатель (43), соединенный с корпусом цилиндра насосной станции (41); первый двигатель (43) подключен к шкафу электроуправления (44); верхняя часть корпуса цилиндра насосной станции (41) снабжена отверстием для впрыска масла (411), соединенным с масляным резервуаром (42); корпус цилиндра насосной станции (41) также соединен с электромагнитным перепускным клапаном (412) и электромагнитным реверсивным клапаном (413), при этом электромагнитный реверсивный клапан (413) выполнен с возможностью управления возвратно-поступательным движением штоков группы верхних гидравлических цилиндров (22) и группы нижних гидравлических цилиндров (32); цилиндр насосной станции (41) также соединен с двумя манометровыми клапанами (414), манометром для измерения избыточного давления (415) и манометром для насосной станции (416), соединенные соответственно с двумя манометровыми клапанами (414); масляный резервуар (42) установлен с ручкой регулировки манометра для измерения избыточного давления (421), ручкой регулировки скорости перемещения пробы по трубе (422) и ручкой регулировки общего давления (423); масляные каналы, соединенные с корпусом цилиндра насосной станции (41) и группой верхних гидравлических цилиндров (22) или группой нижних гидравлических цилиндров (32), представляют собой соединительные трубопроводы высокого давления.

7. Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки по п.1, отличающееся тем, что резервные отверстия (141) включают в себя резервные отверстия для кабеля и резервные отверстия для водяного мешка.

8. Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки по п.1, отличающееся тем, что узел регулирования давления (52) включает в себя нейлоновую трубу (521), соединенную с водяным мешком (51); нейлоновая труба (521) проходит через резервные отверстия для водяного мешка и последовательно соединяется с первым соединителем (522), манометром (523), обратным клапаном (524), вторым соединителем (525) и загрузочным насосом (526); загрузочный насос (526) включает в себя корпус насоса (5261) и второй двигатель (5262), соединенный с корпусом насоса (5261); второй двигатель (5262) закреплен на основании двигателя (5263), а выпускное отверстие для воды корпуса насоса (5261) соединено со вторым соединителем (525).

9. Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки по п.1, отличающееся тем, что группы передних и задних перегородок (13) и группы левых и правых перегородок (14) соединены со стойками (12) болтами.

10. Испытательное устройство для интеллектуального многомерного имитационного моделирования нагрузки по п.1, отличающееся тем, что группы передних и задних перегородок (13) и группы левых и правых перегородок (14) снабжены множеством смотровых окон (18).