(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 202210948326.1 (22)申请日 2022.08.08 (71)申请人 中国石油大 学 （北京） 地址 102249 北京市昌平区府学路18号 (72)发明人 鲜成钢　张木杨　申颍浩　王小琼　 李曹雄　贾文峰　 (74)专利代理 机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 专利代理师 唐民 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/24(2006.01) G01N 3/08(2006.01) (54)发明名称 测量岩心连续强度和杨氏模量的装置及岩 样划痕实验方法 (57)摘要 本发明提供一种测量岩心连续强度和杨氏 模量的装置及岩样划痕实验 方法， 测量岩心连续 强度和杨氏模量的装置包括支撑底座、 夹持机 构、 切削机构以及控制机构， 夹持机构用于夹持 待测岩样， 切削机构包括刀头、 横向移动组件和 垂向移动组件， 刀头用于切削待测岩样， 横向移 动组件用于驱动刀头横向移动， 垂直移动组件用 于驱动刀头上下移动， 控制机构能够控制横向移 动组件和垂向移动组件移动。 通过设置横向移动 组件、 垂向移动组件移动以及控制机构， 只需要 将待测岩样固定在夹持机构上， 并输入预定的实 验参数， 即可使刀头按照预定的切削轨迹以及预 定的切削深度自动精确地重复进行划痕实验， 无 需手动对刀头位置的调节， 进而增加实验数据的 准确性。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115308015 A 2022.11.08 CN 115308015 A 1.一种测量岩心连续强度和杨氏模量的装置， 其特征在于， 所述测量岩心连续强度和 杨氏模量的装置包括： 支撑底座(1)； 夹持机构(2)， 设置在所述支撑底座(1)上并用于 夹持待测岩 样(41)； 切削机构， 包括刀头(31)、 横向移动组件(32)和垂向移动组件(33)， 所述刀头(31)用于 切削夹持在所述夹持机构(2)上的所述待测岩样(41)， 所述横向移动组件(32)用于驱动所 述刀头(31)横向移动， 所述垂向移动组件(3 3)用于驱动所述刀头(31)上 下移动； 和 控制机构， 能够根据输入的实验参数控制所述横向移动组件(32)和所述垂向移动组件 (33)移动。 2.根据权利要求1所述的测量岩心连续强度和 杨氏模量的装置， 其特征在于， 所述夹持 机构(2)包括设置在所述支撑底座(1)上夹持底 座(21)、 位于所述夹持底 座(21)横向两侧的 横向夹紧组件(22)以及位于所述夹持底 座(21)纵向两侧的纵向夹紧组件(23)， 所述夹持底 座(21)用于放置所述待测岩样(4 1)， 所述横向夹紧组件(22)和所述纵向夹紧组件(23)用于 夹紧所述待测岩 样(41)。 3.根据权利要求2所述的测量岩心连续强度和 杨氏模量的装置， 其特征在于， 所述横向 夹紧组件(22)包括开设有夹紧孔(224)的螺纹夹紧座(221)、 穿设于所述夹紧孔(223)并用 于横向夹紧所述待测岩样(41)的螺栓(222)以及旋接在所述螺栓(222)上并用于调整所述 螺栓(222)穿设深度的螺母(223)， 所述纵向夹紧组件(23)包括形成有纵向滑槽(233)的纵 向夹紧座(231)以及滑动卡接在所述纵向滑槽(233)内的纵向抵接块(232)， 所述纵向抵接 块(232)用于纵向夹紧所述待测岩 样(41)。 4.根据权利要求2所述的测量岩心连续强度和 杨氏模量的装置， 其特征在于， 所述夹持 机构(2)还 包括顶升组件(24)， 所述顶升组件(24)用于上 下升降所述夹持底座(21)。 5.根据权利要求4所述的测量岩心连续强度和 杨氏模量的装置， 其特征在于， 所述夹持 底座(21)包括第一座体部(211)以及分设在所述第一座体部(211)横向两侧的第二座体部 (212)， 所述第一座体部(211)用于放置所述待测岩样(42)， 所述第二座体部(212)用于安装 刀具磨损校正机构(5)， 所述顶升组件(24)能够分别上下升降所述第一座体部(211)和所述 第二座体部(212)。 6.根据权利要求1所述的测量岩心连续强度和 杨氏模量的装置， 其特征在于， 所述支撑 底座(1)上设有横向延伸的开口槽(11)， 所述横向移动组件(32)包括设置在所述开口槽 (11)内的丝杆(321)、 伸入所述开口槽(11)并螺纹旋接在所述丝杆(321)上的横向移动座 (322)以及用于驱动所述丝杆(321)转动的第一 驱动件， 所述垂向移动组件(33)设置在所述 横向移动座(32 2)上， 所述刀头(31)设置在所述垂向移动组件(3 3)上。 7.根据权利要求6所述的测量岩心连续强度和 杨氏模量的装置， 其特征在于， 所述垂向 移动组件(33)包括竖向设置在所述横向移动座(322)上的竖向滑杆(331)、 滑动套接在所述 竖向滑杆(331)上的刀具安装座(332)以及用于驱动所述刀具安装座(332)在所述竖向滑杆 滑移的第二驱动件， 所述刀头(31)安装在所述刀具安装座(3 32)上。 8.根据权利要求2所述的测量岩心连续强度和 杨氏模量的装置， 其特征在于， 所述夹持 机构(2)还包括设置在所述夹持底座(21)上的加热带， 所述加热带用于加热所述待测岩样 (41)。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115308015 A 29.根据权利要求1至8中任意一项所述的测量岩心连续强度和杨氏模量的装置， 其特征 在于， 所述测 量岩心连续强度和杨氏模量的装置还包括数据采集单元， 所述数据采集单元 能够采集所述刀头(31)所受的切向力数据、 所述待测岩样(41)的温度数据、 所述刀头(31) 的位移数据。 10.一种岩样划痕实验方法， 其特征在于， 使用根据权利要求1至9中任意一项所述的测 量岩心连续强度和杨氏模量的装置， 所述岩 样划痕实验方法包括： 将待测岩 样(41)固定在夹持机构(2)上； 通过垂向移动组件(33)和横向移动组件(32)使刀头(31)移动 到起始切削位置， 所述起 始切削位置包括横向起始 位置和垂向起始 位置， 所述横向起始 位置位于所述待测岩样(4 1) 横向一端的端部， 所述垂向起始位置位于所述待测岩 样(41)的上表面； 所述横向移动组件(32)带动所述刀头(31)从起始切削位置开始横 向移动以切削所述 待测岩样(41)， 每次切削完成后， 所述横向移动组件(32)带动所述刀头(31)回到横向起始 位置， 所述垂向移动组件(3 3)带动所述刀头(31)向下步进预定的切割深度； 数据采集单元采集每次切削时所述刀头(31)的切向力随所述刀头(31)横向位移的变 化数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115308015 A 3