Machine d'essai électrohydraulique servo mécanique des roches

Depuis près d'un demi - siècle, les professionnels des tests géologiques utilisent MTS comme la norme de l'industrie pour les tests de roche de haute précision et de haute fiabilité.
Aujourd'hui, nous continuons à utiliser plus de 40 ans d'expérience dans la conception et la fabrication d'innovations pour tous les types d'applications et de budgets.Machine d'essai électrohydraulique servo mécanique des roches- Oui.

Conception précise et fiable

VérifiéMachine d'essai électrohydraulique servo mécanique des roches

Les systèmes d'essai de mécanique des roches MTS 815 et 816 sont sûrs de fournir la solution entièrement intégrée dont les experts en géomatériaux ont besoin, configurés pour tester tous les types de roches dans des applications de base et des applications très complexes.

Ces systèmes ont été conçus dans le but de tout tester, du grès mou aux roches fragiles à haute résistance, en combinant un châssis de chargement Servo - hydraulique polyvalent avec des commandes numériques J - True, un logiciel flexible et des accessoires pour les tests Mono et triaxiaux.

Nous espérons que ces solutions complètes vous aideront à gérer et à contrôler efficacement les forces, les pressions et les températures requises pour les évaluations rigoureuses actuelles des matériaux géologiques.

Système modèle MTS 815

Le système MTS type 815 est idéal pour les essais de roche à un et trois axes et est essentiel pour l'exploration et la production de combustibles fossiles, l'exploitation minière et la recherche en mécanique des roches. Il a une capacité de Force axiale élevée avec une force de compression nominale jusqu'à 4600 kN et une tension nominale jusqu'à 2300 kN.

Dans l'ensemble, son châssis de charge très rigide, sa tête de croix fixe et son actionneur à une extrémité rendent ce système particulièrement adapté à l'étude du comportement de défaillance après un contrôle minutieux.

Système modèle MTS 816

Le système de type MTS 816 est conçu pour les essais de recherche en mécanique des roches impliquant des échantillons plus petits.

Ce système peut être configuré pour des essais en cisaillement simple, triple ou direct et son cadre compact est facile à installer en laboratoire.

Le système type 816 offre moins de puissance que le système type 815, mais il est capable de fournir un moyen plus économique d'ajouter des capacités de test de roche à votre projet de laboratoire.

Conception modulaire flexible

Les systèmes de test MTS modèles 815 et 816 comprennent de nombreuses fonctionnalités qui aident les professionnels de test à effectuer des tests plus approfondis avec un seul système. Les séparateurs vous permettent de choisir parmi une gamme de tailles d'échantillons. Le cadre de charge est pré - conçu pour l'installation d'unités à trois axes. Des accessoires supplémentaires peuvent être facilement installés dans de nombreuses configurations en fonction de vos besoins. De plus, MTS peut adapter le système à des besoins spécifiques.

Système de test MTS type 815 avec capteur de charge triaxial type 656

Système d'essai modèle MTS 816 avec cisailles droites

MTS peut vous aider à décrire pleinement les caractéristiques de vos échantillons de roche dans des conditions de haute température et de haute pression qui sont courantes dans les environnements « sous le puits».

Des décennies d'expertise en test de roche

Par rapport à d'autres fabricants, MTS installe plus de systèmes de test de roche Servo - hydrauliques haute pression dans le monde entier. Pour concevoir ces systèmes, nous collaborons avec des chercheurs en mécanique des roches et des experts en modélisation géomécanique très respectés dans l'industrie. Nous tirons également parti des vastes connaissances et de l'expérience pratique acquises dans l'ingénierie et la fabrication de solutions de test de haute qualité dans de nombreuses autres industries de test de matériaux, de l'aérospatiale à la biomécanique.

Innovation Servo - hydraulique

La technologie de cadre de charge Servo - hydraulique est essentielle pour les tests de mécanique des roches. MTS a adopté cette technologie il y a plusieurs décennies * et continue d'innover dans les systèmes servo - hydrauliques. Les systèmes de type 815 et 816 représentent ce que nous savons et expérimentons collectivement, c'est pourquoi ils sont en mesure de fournir la précision et la fiabilité dont les professionnels de test ont besoin pour effectuer une grande variété et un nombre croissant de tests de mécanique des roches.

Services et support dédiés

Pour vous assurer que vous pouvez obtenir l'aide d'experts, Mt s est en mesure de fournir des services, un soutien et des consultants de grande taille et expérimentés parmi tous les fournisseurs de solutions de test. En plus du service et de la maintenance de base, nous offrons également l'ingénierie d'application de professionnels qui comprennent les nuances des tests de roche. Notre équipe offre également une gestion complète du cycle de vie pour maximiser votre retour sur investissement technologique et vous aider à répondre à vos nouveaux besoins de test de la manière la plus rentable possible.

Design industriel dans le monde

Le châssis de charge Servo - hydraulique qui constitue le cœur des systèmes des modèles 815 et 816 est le résultat d'un projet de design industriel mondial. Quel que soit le système adapté à vos besoins, vous pouvez effectuer des tests de mécanique des roches en toute sécurité et efficacement dans un environnement strictement contrôlé qui met l'accent sur la précision J et la simplicité opérationnelle.

Technologie MTS Systems

Technologie intégrée pour améliorer la précision, la fiabilité et la répétabilité

Le système de test mécanique des roches MTS offre des performances J - CERT, reproductibles et durables. Le système de test MTS est reconnu pour son temps de disponibilité élevé et ses résultats fiables *, que nous avons également conçus, améliorés et affinés pour aider nos clients à relever de nombreux défis difficiles sur le marché. Cette expérience pratique approfondie et étendue crée une gamme complète de produits qui permet aux professionnels des tests de roche d'atteindre tous les objectifs de test avec une seule source fiable.

Cadre de charge haute rigidité

Dans le système de type 815, l'ensemble de châssis de charge comprend une tête cruciforme fixe montée sur deux colonnes rectangulaires boulonnées sur la plaque de base, formant un châssis extrêmement rigide mais indépendant. Intégré dans la plaque de base, un actionneur à double effet à une extrémité avec une course de 100 mm (4 Po) est utilisé pour les tests nécessitant un déplacement important. L'ensemble de châssis comprend deux capteurs de rétroaction - un capteur de pression différentielle (? P) et un transformateur différentiel à variable linéaire interne (lvdt), qui contrôle et mesure le déplacement de l'actionneur.

Les portes lexantm résistantes aux chocs et le panneau arrière coulissant retiennent les débris sans compromettre la visibilité.

Dans le système de type 816, l'ensemble de châssis de charge comprend une tête cruciforme fixe montée sur quatre montants boulonnés sur la plaque de base, formant un châssis rigide et indépendant qui permet d'insérer et d'extraire facilement des éprouvettes et des pinces de différentes tailles. Le système utilise le même actionneur à double effet à une extrémité que le système type 815.

La zone de test est entourée de panneaux LEXAN de chaque côté et le cadre lui - même est placé sur un comptoir rigide, ce qui facilite le réglage de la hauteur de travail.

Distribution hydraulique propre et silencieuse

L'unité de puissance hydraulique silentflotm (hpus) est capable de fournir des performances plus élevées en Z avec un volume compact dans des conditions de fonctionnement extrêmement silencieuses. Ils sont petits et silencieux et peuvent être installés n'importe où dans le laboratoire. En fait, le silentflo hpus a une intensité sonore de 30 DB (A), ce qui le rend plus silencieux qu’un hpus classique et nécessite très peu d’espace au sol. En outre, le système type 815 est également équipé d'un groupe de vannes de service hydrauliques (HSMS) à distance, capable d'atténuer les interférences avec les résultats des mesures acoustiques.

Logiciel pour fonction *

Le logiciel d'application MTS Mechanics fournit un ensemble complet de modèles d'essai capables d'effectuer des séquences d'essai standard et des analyses spécifiées par l'ASTM et l'isrm. Ces modèles vous guident dans les tests, la collecte de données et la génération de rapports. Avec ce logiciel, vous pouvez également créer facilement vos propres modèles personnalisés. Basé sur le logiciel d'application de la série MTS 793, le pack géomécanique MTS utilise une interface utilisateur glisser - déposer hautement flexible, capable de simplifier les processus d'essai standard et non standard du bâtiment.

Le contrôle de la vitesse de fonctionnement vous permet d'augmenter ou de réduire la charge ou le taux de variation de la charge pendant les tests, ce qui permet un contrôle plus strict des tests après défaillance et une augmentation du volume de production.

Le diagramme de temps d'exécution affiche les commentaires sélectionnés, ce qui permet un suivi continu de la progression des tests.

Contrôles numériques

Flextest multifonctionnel ® Les contrôleurs numériques sont en mesure de fournir la flexibilité dont vous avez besoin pour répondre aux besoins de test à spectre complet, s'adaptant rapidement aux normes en constante évolution. Extensible et facile à utiliser, le Contrôleur flextest offre un contrôle en boucle fermée à haute vitesse, l'acquisition de données, la génération de fonctions et la régulation de capteurs pour des tests fiables de mécanique des roches Mono et multicanaux sur plusieurs sites.

Accessoires à axe unique

Les kits de test Uniaxial peuvent être utilisés pour la compression, la mesure de déformation, la mesure de déformation circonférentielle, la traction indirecte (Test brésilien), la traction directe et la ténacité à la rupture.

Ces packs de test comprennent des pinces de test et le matériel associé, ainsi que des capteurs et des logiciels d'application.

Accessoires trois axes

Les composants de test de roche triaxiaux MTS aident à réaliser des simulations haute fidélité des conditions sur le terrain telles que des pressions de confinement élevées, des températures élevées, des fluides poreux à haute pression et divers états de contrainte de l'échantillon, y compris l'extension.

Les accessoires peuvent être utilisés pour soutenir les essais triaxiaux, y compris les chemins de contrainte de compression, de fluage, de traction et de déformation.

Extensomètre de roche

Conçus pour mesurer la déformation des roches à haute pression et à haute température, les extensomètres MTS de la série 632.9x offrent plus de précision, de contrôle et de durabilité que Z pour révéler les propriétés de déformation des matériaux géologiques.

Cisailles droites

Extension de la capacité du système type 816 avec pack de cisaillement droit MTS intégré pour soumettre des échantillons complets de roche ou de roche conique de forme cylindrique, prismatique ou irrégulière à des contraintes normales et de cisaillement simultanées.

Ce pack de test comprend un cadre rigide et compact pour les forces de réaction de charge, un actionneur de cisaillement, un capteur de pesage optimisé pour le cisaillement direct et une boîte de cisaillement.

延伸能力

Les systèmes d'essai de mécanique des roches MTS types 815 et 816 sont conçus pour des applications spéciales exigeantes.

Ils sont disponibles dans une variété de modèles et de caractéristiques de force, capables de fournir une précision et une fiabilité élevées dans une variété de besoins de test spécifiques.

Système type 815

» oreilles suspendues

» structure intégrée idéale pour tester des matériaux fragiles

» crosshead fixe rigide

» colonne rectangulaire

» précision, alignement de parallélisme entre la crosse et la surface de l'actionneur pour assurer un chargement correct.

» porte de sécurité avant pour un accès facile à l'espace d'essai

» signalisation des accessoires

» actionneurs à double effet, à extrémité unique et résistants à la fatigue, dotés d'un joint et d'un roulement conçus pour durer, ainsi que de roulements en polymère directement collés, capables de réduire les frottements et d'augmenter la dissipation de chaleur autant que possible.

» le capteur de pression différentielle (? P) fournit une lecture de la force, mais n'affecte pas la rigidité du châssis de la charge, et J est déterminé à ± 1% de la plage d'étalonnage pour des charges supérieures à 1000 kN.

» lvdt interne calibré à la course d'actionneur pleine grandeur pour * contrôle de positionnement

» installation à distance d'un groupe de vannes de service hydrauliques pour atténuer les interférences avec l'équipement de mesure acoustique

» grande zone d'essai pour les essais uniaxiaux et triaxiaux

» panneaux LEXAN résistants aux chocs

» plaque de base rigide

» bouton d'arrêt urgent

» Coussinets d'isolation vibratoire

spécification

Système d'essai type 815

Modèle de cadre de charge

315.01

315.02

315.04

Taux de compression

Mille vaches

1600

2700

4600

Mille livres

350

600

1000

Niveau de tension *

Mille vaches

1050

1350

2300

Mille livres

240

300

500

Déplacement de l'actionneur

Millimètres

100

100

100

pouce

4

4

4

Taux de ressort du cadre de charge

Bovins / mètres

7.0 x 109

9.0 x 109

10.5 x 109

Livres / pouces

4.0 x 107

5.0 x 107

6.0 x 107

Poids estimé

kilogramme

2614

4218

7590

Livres

5762

9300

16700

Volume de chargement au sol (largeur x profondeur)

Millimètres

737 x 432

889 x 521

991 x 610

pouce

29 x 17

35 x 20.5

39 x 24

* Bien que l'ensemble du châssis de charge soit capable de produire la tension indiquée, la limite de tension réelle dépend du matériel de connexion (par exemple, un joint fileté) qui relie le dispositif de serrage à la tête cruciforme et à l'actionneur.

spécification

Système d'essai type 816

Modèle de cadre de charge

316.01

316.02

316.04

Taux de compression

Mille vaches

500

1045

2046

Mille livres

110

235

460

Niveau de tension *

Mille vaches

291

667

1374

Mille livres

65

150

309

Déplacement de l'actionneur

Millimètres

100

100

100

pouce

4

4

4

Taux de ressort du cadre de charge

Bovins / mètres

1.1 x 109

2.6 x 109

3.0 x 109

Livres / pouces

6.2 x 106

1.5 x 107

1.7 x 107

Poids estimé

kilogramme

2380

3252

3822

Livres

5250

7170

8426

Volume de chargement au sol (largeur x profondeur)

Millimètres

1168 x 813

1168 x 813

1295 x 1168

pouce

46 x 32

46 x 32

51 x 46

* Bien que l'ensemble du châssis de charge soit capable de produire la tension indiquée, la limite de tension réelle dépend du matériel de connexion (par exemple, un joint fileté) qui relie le dispositif de serrage à la tête cruciforme et à l'actionneur.

Système type 816

» actionneurs montés en croix

» accumulateurs étroitement couplés

» Servovalves

» conception de crosshead fixe à quatre colonnes

» actionneurs à simple extrémité, double action

» capteur de force de haute rigidité à profil bas, j déterminé à ± 0,5% de la plage d'étalonnage

» capteur de pression différentielle (standard sur le châssis de charge 316.04) avec J déterminé à ± 1% de la plage d'étalonnage pour des charges supérieures à 1000 kn

» lvdt interne calibré à la course d'actionneur pleine grandeur pour * contrôle de positionnement

» tous les côtés sont équipés de panneaux LEXAN pour un accès facile à l'espace de test

» bouton d'arrêt urgent

» plaque de base rigide

» table de support rigide

» Coussinets d'isolation vibratoire

Applications multifonctionnelles

Essais uniaxiaux

Compression uniaxiale et compression après rupture

Les essais de compression et de déformation d'échantillons de roche cylindrique nécessitent des pinces à platine, des capteurs de force pour les essais à faible force (inférieure à 1 000 kN / 200 KB) ou des capteurs de pression différentielle pour les essais à forte force (supérieure à 1 000 kN / 200 KB), des régulateurs de signal et des câbles, des joints d'étanchéité et des trousses de mesure de déformation axiale et circonférentielle.

Les chaînes de transmission de charge conçues pour la compression à haute pression doivent être maintenues aussi rigides que possible afin de réduire l'énergie de déformation emmagasinée dans le châssis et les composants du système de chargement lors des essais sur des matériaux fragiles.

Ceci est particulièrement important pour le comportement après la défaillance de l'essai, car l'intégrité de l'essai dépend de la prévention de la perte de contrôle de l'échantillon défaillant.

Le capteur de force est homologué pour la fatigue et est utilisé pour mesurer avec J certitude la charge appliquée (± 0,1%) avec une structure de détection tout - en - un qui améliore la répétabilité et la linéarité grâce à un traitement thermique et réduit l'hystérésis à un faible niveau. Sa conception Multi - colonnes améliore la sensibilité tout en conservant une rigidité axiale élevée, une capacité de surcharge et une stabilité à long terme. Il résiste aux forces et aux moments étrangers, améliore la précision et permet une grande Rigidité latérale et de renversement.

Le capteur se caractérise par un grand nombre d'extrémités à faible contrainte pour assurer une faible hystérésis et un faible effet d'accrochage des extrémités.

Tests / normes

» essai de résistance à la compression uniaxiale (méthode recommandée par ASTM d2938 - 86 et isrm pour la détermination de la résistance à la compression uniaxiale des roches)

» déformabilité des matériaux rocheux en compression uniaxiale (méthode de détermination de la déformabilité des matériaux rocheux en compression uniaxiale recommandée par ASTM d3148 - 86 et isrm)

» fluage d'échantillons cylindriques de roches dures et molles en compression uniaxiale (ASTM 4341 - 84 et ASTM 4405 - 84)

Tension indirecte (Test brésilien)

La configuration du test de tension indirecte utilise des pinces de tension indirecte, un capteur de force avec kit d'accessoires de cadre de charge, un régulateur de signal, un câble allant du capteur de force au cadre de chargement et six à huit ENTRETOISES, selon la taille de l'échantillon et le modèle de cadre de charge.

La pince de tension indirecte est dotée d'un corps en aluminium léger mais robuste (> RC 58) dont les embouts durcis sont aplatis (moins de 00005 mm / MM sur la ligne de contact), ce qui réduit la concentration des contraintes.

Ces bouchons d'extrémité spécialement conçus avec des dimensions spécifiques ont un rayon d'Arc de cercle qui correspond à la zone de contact de l'échantillon pour réduire davantage la concentration de contraintes et les charges hors essieu.

De plus, la conception auto - alignée de la pince ne dépend pas de l'alignement de la transmission de charge. Au lieu de cela, il assure un alignement correct sur toute la plage de course de la pince, guidant les colonnes chromées de grand diamètre avec des roulements à faible frottement.

La flexion du moment peut être évitée par une rondelle de fixation sphérique sur le dessus de la pince.

Le capteur de force est identique au modèle de fatigue utilisé pour les essais de compression.

Tests / normes

» norme ASTM d3967 - 86

» méthode recommandée par l'isrm pour déterminer la résistance indirecte à la traction par un essai brésilien

Tension directe

Des pinces de tension directe, des capteurs de force et des entretoises sont utilisés dans les tests de tension directe. La pince dispose d'une chaîne de lames robuste et montée en quadrature et d'un joint supérieur et inférieur sphérique pour assurer l'étalonnage de la charge le long de l'axe central de l'échantillon.

La connexion U - clip - Pin sur le capuchon d'extrémité permet un changement rapide et facile de l'échantillon sans avoir à démonter la pince.

La conception du bouchon d'extrémité assure une distribution uniforme de la résine époxy sur la surface d'extrémité de l'échantillon ainsi qu'autour de l'extrémité de l'échantillon (lorsqu'une plus grande force adhésive est requise).

Lors de la fixation du bouchon d'extrémité à l'échantillon, du matériel d'étalonnage doit être fourni pour assurer l'étalonnage du bouchon d'extrémité avec le bouchon d'extrémité.

Quatre ensembles de bouchons d'extrémité d'échantillon sont fournis. Le capteur de force est le même que celui utilisé pour les essais de compression et de traction indirecte.

Tests / normes

» ASTM D-2936-84

» méthode de détermination de la résistance à la tension des matériaux rocheux recommandée par l’isrm

Ténacité à la rupture

L'essai de ténacité à la rupture aide à déterminer le facteur critique de résistance à la contrainte (kic) pour les noyaux entaillés en V dans une configuration de flexion à trois points. La configuration utilise une pince de flexion, un capteur de force, trois à sept entretoises (en fonction de la taille de l'échantillon, du capteur de force et du support de charge), un kit de mesure de contrainte, une jauge de contrainte à pince, un kit de quatre couteaux pour monter la jauge de contrainte à pince sur l'échantillon, un double lvdt pour la sortie moyenne de la mesure de déplacement du point de charge, une pince de montage lvdt et un outil d'alignement, quatre régulateurs de signal et un câble.

Les pinces de flexion aident à positionner les capteurs de déformation et de déplacement sur l'échantillon pour obtenir des résultats précis et reproductibles. Comprend un kit de mesure de déformation pour la mesure J - sure de la déformation de l'échantillon. Le matériel d'alignement aide à positionner le compteur de déplacement et le double lvdt sur l'échantillon et à positionner correctement l'échantillon sur la pince.

Les capteurs de force frontale en fatigue sont du même modèle que ceux utilisés pour les tests de compression, de traction indirecte et directe.

Tests / normes

» essai de ténacité à la rupture (méthode recommandée par l'isrm pour déterminer la ténacité à la rupture des éprouvettes en V, des roches sur les premier et deuxième niveaux)

Essai triaxial

Compression triaxiale / fluage triaxial

L'essai de compression / fluage triaxial combine l'accessoire de compression uniaxiale décrit ci - dessus avec un ensemble unitaire triaxial pour simuler les contraintes sur le terrain, la température et la pression du fluide interstitiel et, à son tour, étudier l'impact de ces changements de conditions sur l'échantillon.

L'ensemble à trois axes MTS se caractérise par une unité de fatigue avec un élévateur à commande hydraulique capable d'un démarrage et d'une fermeture rapides et un cylindre de verrouillage.

La fixation à bride boulonnée sur la plaque de base garantit que le conteneur peut être fermé facilement et fermement. L'ensemble rail et cadre est intégré au cadre porteur pour faciliter le montage et le démontage de l'unité.

La chaîne de transmission de charge elle - même est conçue pour s'adapter aux essais d'extension.

Les traversées électriques et fluides sont adaptées aux hautes pressions et températures, et les bouchons d'extrémité des éprouvettes peuvent être utilisés pour les tests de compression haute pression, les tests de traction, les fluides interstitiels et les tests de perméabilité.

Tests / normes

» ASTM d2664 - 86 (résistance à la compression triaxiale pour les échantillons de carottes non drainées sans mesure de pression de vide)

» ASTM d4406 - 84 (essai de fluage des éprouvettes carottées en compression triaxiale à température ambiante ou élevée)

» méthode de détermination de la résistance des matériaux rocheux en compression triaxiale recommandée par l’isrm

Chemin de contrainte de déformation triaxiale

Les trajectoires de contrainte de déformation peuvent être tracées à l'aide du système d'essai mécanique des roches MTS, des accessoires triaxiaux et des commandes numériques d'essai de flexion.

La compression hydrostatique et la compression triaxiale sont effectuées à l'aide d'un équipement standard et d'une entrée de capteur directe au Contrôleur de test de flexion.

Le chemin de contrainte restant utilise l'entrée du capteur, ainsi que les caractéristiques d'entrée calculées du Contrôleur flextest.

Le chemin de compression hydrostatique permet de mesurer directement le module volumique.

Si l'on mesure le volume et la pression du fluide interstitiel, ainsi que le point d'impact hydrostatique lors de l'effondrement des pores, on obtient le coefficient b de skempton et le coefficient alpha de Biot.

Le chemin de compression triaxial mesure directement le module d'Young et le rapport de poisson à partir de la courbe de contrainte / déformation, ainsi que les données utilisées pour déterminer la surface de rupture de cisaillement et la surface d'élasticité Ductile.

La trajectoire de compression de déformation uniaxiale implique un test représentatif de la déformation qui se produit lorsque la roche est enterrée dans un bassin sédimentaire ou lorsqu'elle se déforme en réponse à une extraction de fluide lors de l'extraction de réserves de pétrole et de gaz. Cette trajectoire fournit des données représentatives de la déformation approximative des roches du réservoir au cours de la production, approximative de la déformation des sédiments ou des roches dans le bassin sédimentaire, et fournit des données sur les zones d'effondrement des pores.

La compression à rapport k constant représente le chemin de déformation Après le collecteur de stockage de sortie.

Il fournit des données sur la zone d'effondrement des pores et peut produire un chemin de pression différentielle constant ou un chemin de pression moyenne constant.

Les trajectoires de contraintes différentielles constantes fournissent des données permettant de comparer l'effet de la contrainte axiale σ1 sur les caractéristiques du matériau avec des données similaires obtenues sur les trajectoires hydrostatiques (conditions isostatiques).