一种压裂切片拍照全流程页岩裂纹测试系统
技术领域
本发明涉及页岩裂缝观测
技术领域
，具体的说，涉及一种压裂切片拍照全流程页岩裂纹测试系统。背景技术
页岩在压裂过程中裂纹的大小及扩展路径与页岩的物理特性紧密相关，对于不同物理特性的页岩在压裂过程中，其裂纹扩展路径及大小必然存在不足，因此在压裂过程中对裂缝进行测量，对了解页岩压裂过程中的物理特性为后续指导工程应用具有重要价值。现有的裂纹观测装置多采用对页岩进行拍照识别，图像识别的原理是根据颜色的灰度，裂缝的灰度和周围没有裂缝的岩石不同，从而识别出来，在图像处理时，很多肉眼都看到的裂缝，软件识别不出来，一条连续的长裂缝，被识别成断续的几百条小裂缝。
发明内容
本发明的目的是提供一种压裂切片拍照全流程页岩裂纹测试系统，本发明实现了对页岩样品的压裂、切片、裂纹拍照三维成像整个过程，实现对页岩裂纹的三维准确观测。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种压裂切片拍照全流程页岩裂纹测试系统，包括底板、工作台面、页岩压裂装置、页岩切片装置和页岩裂纹成像装置，底板固定在地面上，工作台面的底部四周通过第一立柱固定安装在底板的上表面右侧部，页岩压裂装置固定安装在底板的上表面左侧部，页岩切片装置和页岩裂纹成像装置均固定安装在工作台面上。
页岩压裂装置包括两块第一圆环支板、压裂液箱、气泵、压裂筒体、集气环箱、若干组压裂杠杆组件和两个压裂活塞，两块第一圆环支板水平且上下并排设置，两块第一圆环支板之间固定连接有若干根圆周阵列设置的竖直支杆，两块第一圆环支板的外圆周一体成型有若干块圆周阵列设置的支撑耳板，下侧的各块支撑耳板的底部分别通过第二立柱固定支撑在底板的上表面左侧部，压裂液箱的底部通过若干根第三立柱固定安装在上侧的第一圆环支板的顶部，气泵固定安装在压裂液箱的顶部，压裂筒体同中心竖向设置在两块第一圆环支板的中间，压裂筒体的外圆周中部一体成型固定连接有第二圆环支板，各根竖直支杆均贯穿第二圆环支板并与第二圆环支板固定连接，集气环箱同中心套在第二圆环支板的外部，集气环箱的内圆周与第二圆环支板的外圆周通过若干块圆周阵列的水平长条支板固定连接，各组压裂杠杆组件圆周阵列设置在压裂筒体外部并安装在两块第一圆环支板上，两个压裂活塞分别上下对称滑动安装在压力筒体内上部和下部，各组压裂杠杆组件均与两个压裂活塞连接并驱动两个压裂活塞同步反向上下滑动，气泵的进气口连接有与外界大气连通的抽气管，气泵的出气口固定连接有输气管，输气管的下端固定连接在集气环箱的顶部右侧，压裂液箱的底部中心固定连接有竖向设置的排液管，排液管上设置有排液阀，集气环箱分别通过供气管线与各组压裂杠杆组件连接，底板的上表面左侧部固定连接有位于下侧的第一圆环支板正下方的柔性接料圆盘。
上侧的压裂活塞的上表面和下侧的压裂活塞的下表面均固定连接有若干根圆周阵列设置的施力杆，施力杆竖向设置；
上侧的压裂活塞的中心竖向贯穿固定安装有位于排液管正下方的进液管，进液管的下端与上侧的压裂活塞的下表面齐平，进液管的上侧部位于上侧的压裂活塞的上方，进液管的上侧部设置有进液阀，进液管的上端呈上大下小的喇叭形结构。
左侧的一组压裂杠杆组件包括施力缸体和两套杠杆机构，施力缸体竖向设置在集气环箱的外部左侧，两套杠杆机构上下对称且均沿左右方向设置，施力缸体内部通过隔板分隔为上下对称的两个腔室，两个腔室中均滑动安装有施力活塞，上侧的施力活塞的顶部中心和下侧的施力活塞的底部中心均固定连接有竖向设置的活塞杆，上侧的活塞杆的上端向上穿过施力缸体的顶板中心，下侧的活塞杆的下端向下穿过施力缸体的底板中心，上侧的杠杆机构左低右高倾斜设置，上侧的各块支撑耳板的底部和下侧的各块支撑耳板的底部均固定安装有铰接支座，上侧的杠杆机构的右侧部上侧铰接在左上侧的铰接支座上，上侧的杠杆机构的左端与上侧的活塞杆的上端铰接，上侧的杠杆机构的右端与左上侧的施力杆的上端铰接，下侧的杠杆机构的右侧部下侧铰接在左下侧的铰接支座上，下侧的杠杆机构的左端与下侧的活塞杆的下端铰接，下侧的杠杆机构的右端与左下侧的施力杆的下端铰接，上侧的腔室通过第一C型管与集气环箱连接，下侧的腔室通过第二C型管与集气环箱连接，第一C型管和第二C型管竖向设置；
第一C型管的上侧管左端固定安装在施力缸体的左侧壁上侧部并与上侧的腔室的上部连通，第一C型管的下侧管左端固定安装在施力缸体的左侧壁中部上侧并与上侧的腔室的下部连通，第一C型管的上侧管和下侧管上均安装有第一电子球阀，第一C型管的右侧管中部固定连接有第一L型管，第一L型管的下端固定连接在集气环箱的顶部左侧，第二C型管的上侧管左端固定安装在施力缸体的左侧壁中部下侧并与下侧的腔室的上部连通，第二C型管的下侧管左端固定安装在施力缸体的左侧壁下侧部并与下侧的腔室的下部连通，第二C型管的上侧管和下侧管上均安装有第二电子球阀，第二C型管的右侧管中部固定连接有第二L型管，第二L型管的上端固定连接在集气环箱的底部左侧。
上侧的杠杆机构包括长方体杆和两根插接杆，长方体杆的中部沿长度方向开设有左右通透的插接通孔，两根插接杆左右对称设置在长方体杆的左右两侧，左侧的插接杆的右侧部和右侧的插接杆的左侧部均开设有上下通透的跑道形销孔，左侧的插接杆的右侧部对应滑动插接在插接通孔内左端部，右侧的插接杆的左侧部对应滑动插接在插接通孔内右端部，长方体杆的左侧部和右侧部均固定安装有竖直贯穿长方体杆的插销，左侧的插销对应贯穿左侧的跑道形销孔，右侧的插销对应贯穿右侧的跑道形销孔，长方体杆的上侧面右侧部固定连接有与左上侧的铰接支座铰接的连接耳板，左侧的插接杆的左端与上侧的活塞杆的上端铰接，右侧的插接杆的右端与左上侧的施力杆的上端铰接。
页岩切片装置包括切片平台、台钳、竖直支撑架、升降支撑架、两根导向杆、C型支架、直线锯齿、旋转减速电机、第一转盘和第二转盘，切片平台的底部四周通过第一竖直支腿固定支撑在工作台面的上表面左侧部，台钳固定安装在切片平台的上表面，台钳上夹设有固定壳体，竖直支撑架和升降支撑架均固定安装工作台面的上表面，竖直支撑架位于切片平台的后侧，升降支撑架位于切片平台的前侧，两根导向杆均沿前后方向水平设置，两根导向杆左右并排设置在台钳的正上方，竖直支撑架的顶部铰接有门框型支座，门框型支座与竖直支撑架的铰接轴沿左右方向水平设置，两根导向杆的后端均固定安装在门框型支座上，两根导向杆的前侧设置有竖直支板，两根导向杆的前端固定连接在竖直支板上，竖直支板的中部固定连接有沿前后方向设置且位于竖直支板前侧的水平支杆，水平支杆的前端固定设置有限位球，水平支杆的前侧部支撑在升降支撑架的顶部，C型支架左侧、右侧和下侧均敞口，C型支架设置在两根导向杆的下方，C型支架的上侧横杆上固定连接有两块前后并排设置的滑座，每块滑座上均固定设置有两个直线轴承，两个直线轴承分别对应套装滑动在两根导向杆上，直线锯齿固定连接在C型支架的两根竖直杆下端之间，旋转减速电机固定安装在底板的上表面中部后侧，底板的上表面中部后侧固定设置有位于旋转减速电机和竖直支撑架之间的第四立柱，第四立柱的顶部固定设置有轴承座，轴承座上转动安装有沿左右方向水平设置的转轴，转轴贯穿轴承座，第一转盘固定安装在转轴的左端，第二转盘固定安装在转轴的右端，第一转盘的直径小于第二转盘的直径，旋转减速电机的动力轴左端固定安装有第三转盘，第一转盘和第三转盘之间套装有传动带，第二转盘的右侧面偏心部铰接有沿前后方向设置的连杆，连杆的前端铰接在C型支架的后侧竖直杆中部后侧。
升降支撑架包括竖直管柱和竖直升降杆，竖直管柱的底部固定设置有圆盘形底座，圆盘形底座固定安装在工作台面的上表面左前部，竖直升降杆的下侧部插接在竖直管柱内，竖直升降杆的上端向上伸出竖直管柱的顶部并固定设置有前侧、后侧和上侧均敞口的圆弧支板，竖直管柱的侧壁上侧部螺纹安装有紧固螺栓，紧固螺栓的外端固定设置有转动手柄，紧固螺栓的内端伸入到竖直管柱中并顶压竖直升降杆，水平支杆固定支撑在圆弧支板上。
页岩裂纹成像装置包括矩形框架、左右移动机构、前后移动机构、二维移动平台、成像显示器和摄像机，矩形框架水平设置在工作台面的上方，矩形框架的四角通过第二竖直支腿固定支撑在工作台面的上表面右侧部，左右移动机构安装在矩形框架的前侧和后侧，前后移动机构安装在矩形框架的左侧和右侧，二维移动平台设置在矩形框架内部，左右移动机构驱动二维移动平台沿左右方向滑动在前后移动机构上，前后移动机构驱动二维移动平台沿前后方向滑动在左右移动机构上，二维移动平台的下表面固定连接有水平板，水平板的下表面中部固定设置有竖直立杆，成像显示器固定安装在竖直立杆上且位于水平板的下方，摄像机竖直固定安装在成像显示器的底部下方，摄像机的摄像头朝下设置。
左右移动机构包括第一减速电机、两根第一丝杠和两根第一导杆，第一减速电机固定安装在矩形框架的前侧右侧部，第一减速电机的动力轴和两根第一丝杆均沿左右方向水平设置，两根第一丝杆前后并排设置，前侧的第一丝杆的两端分别转动安装在矩形框架的内侧左前部和右前部，后侧的第一丝杆的两端分别转动安装在矩形框架的内侧左后部和右后部，前侧的第一丝杆的左端部和后侧的第一丝杠的左端部之间以及前侧的第一丝杆的右端部和后侧的第一丝杠的右端部之间均通过第一带传动机构传动连接，第一减速电机的动力轴右端部和前侧的第一丝杆的右端部之间通过第二带传动机构传动连接，两根第一丝杠上均螺纹套装连接有第一滑块，两根第一导杆均沿前后方向水平设置，两根第一导杆左右并排设置且固定安装在两块第一滑块之间，两根第一导杆贯穿二维移动平台并与二维移动平台滑动连接。
前后移动机构包括第二减速电机、两根第二丝杠和两根第二导杆，第二减速电机固定安装在矩形框架的前侧左侧部，第二减速电机的动力轴和两根第二丝杆均沿前后方向水平设置，两根第二丝杠左右并排设置，左侧的第二丝杠的两端分别转动安装在矩形框架的内侧左前部和左后部，右侧的第二丝杠的两端分别转动安装在矩形框架的内侧右前部和右后部，左侧的第二丝杆的前端部和右侧的第二丝杠的前端部之间以及左侧的第二丝杆的后端部和右侧的第二丝杠的后端部之间均通过第三带传动机构传动连接，第二减速电机的动力轴后端同轴传动连接左侧的第二丝杠的前端，两根第二丝杠上均螺纹套装连接有第二滑块，两根第二导杆均沿左右方向水平设置，两根第二导杆前后并排设置且固定安装在两块第二滑块之间，两根第二导杆贯穿二维移动平台并与二维移动平台滑动连接。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明的工作原理为：首先将上侧的各个杠杆机构分别与上侧的各个铰接支座和上侧的各根施力杆拆开，将上侧的压裂活塞从压裂筒体的顶部取出，再将制备好的呈圆筒体结构的页岩样品放置于压裂筒体内，页岩样品的外径与压裂筒体的内径相同，页岩样品的底部支撑在下侧的压裂活塞的顶部，然后将上侧的压裂活塞安装到压裂筒体的内部上侧，上侧的各个杠杆机构分别与上侧的各个铰接支座和上侧的各根施力杆装配连接，下侧的压裂活塞与页岩样品接触，上侧的压裂活塞与页岩样品之间具有一定的间隙，然后打开排液阀和进液阀，使压裂液箱中的压裂液通过排液管和进液管注满页岩样品的中心空腔，再关闭排液阀和进液阀，然后启动气泵，气泵通过抽气管和输气管将高压空气泵入到集气环箱中，此时关闭上侧的各个第一电子球阀和下侧的各个第二电子球阀，打开下侧的各个第一电子球阀和上侧的各个第二电子球阀，则高压空气通过各根第一C型管的下侧管进入上侧的各个腔室的下部，使上侧的施力活塞向上移动，高压空气通过各根第二C型管的上侧管进入下侧的各个腔室的上部，使下侧的施力活塞向下移动，如此，上侧的各根活塞杆的上端分别对应推动上侧的各根长方体杆的外端部向上移动，下侧的各根活塞杆的下端分别对应推动下侧的各根长方体杆的外端部向下移动，则上侧的各根长方体杆的内端部通过上侧的各根施力杆推动上侧的压裂活塞向下移动，下侧的各根长方体杆的内端部通过下侧的各根施力杆推动下侧的压裂活塞向上移动，进而实现对页岩样品加压压裂，待压裂完成后，反向操作，打开上侧的各个第一电子球阀和下侧的各个第二电子球阀，关闭下侧的各个第一电子球阀和上侧的各个第二电子球阀，则高压空气通过各根第一C型管的上侧管进入上侧的各个腔室的上部，使上侧的施力活塞向下移动，高压空气通过各根第二C型管的下侧管进入下侧的各个腔室的下部，使下侧的施力活塞向上移动，如此，上侧的各根活塞杆的上端分别对应拉动上侧的各根长方体杆的外端部向下移动，下侧的各根活塞杆的下端分别对应拉动下侧的各根长方体杆的外端部向上移动，则上侧的各根长方体杆的内端部通过上侧的各根施力杆拉动上侧的压裂活塞向上移动，下侧的各根长方体杆的内端部通过下侧的各根施力杆拉动下侧的压裂活塞向下移动，此时将下侧的各个杠杆机构分别与下侧的各个铰接支座和下侧的各根施力杆拆开，将下侧的压裂活塞从压裂筒体的底部取出，使页岩样品从压裂筒体的底部脱出掉落在柔性接料圆盘上，将页岩样品在柔性接料圆盘上进行风干，再将干燥后的页岩样品装入到固定壳体中，固定壳体对页岩样品起到保护作用，启动旋转减速电机，旋转减速电机的动力轴带动第三转盘转动，第三转盘通过传动带驱动第一转盘转动，第一转盘带动第二转盘转动，第二转盘通过连杆驱动C型支架沿两根导向杆前后往复移动，C型支架带动直线锯齿前后往复移动，通过调节竖直升降杆的高度调节，使直线锯齿切斜向下运动，实现对页岩样品的切片，每次切片时通过控制页岩样品的进给调节切片的厚度，得到较薄的页岩切片后，将页岩切片置于二维移动平台正下方的工作台面上，打开成像显示器和摄像机，摄像机对页岩切片进行拍照记录，启动第一减速和第二减速电机，驱动二维移动平台在矩形框架内水平面上做二维移动，二维移动平台带动成像显示器和摄像机在水平面上做二维移动，得到页岩切片的裂缝走势，成像显示器记录页岩切片的图像，后续对所有的页岩切片进行拍照记录，将所有的页岩切片的图像在三维空间进行堆叠累加，实现对页岩样品压裂后裂纹的三维成像。
本发明实现了对页岩样品的压裂、切片、裂纹拍照三维成像整个过程，实现对页岩裂纹的三维准确观测。
附图说明
图1是本发明的轴测图。
图2是本发明的页岩压裂装置的结构示意图。
图3是本发明的页岩压裂装置的剖视图。
图4是本发明的页岩压裂装置的部分零件结构示意图。
图5是本发明的页岩切片装置的轴测图一。
图6是本发明的页岩切片装置的左视图。
图7是本发明的页岩切片装置的轴测图二。
图8是本发明的页岩裂纹成像装置的轴测图一。
图9是本发明的页岩裂纹成像装置的轴测图二。
图10是图1中A处局部放大图。
图11是图3中B处局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1-图11所示，一种压裂切片拍照全流程页岩裂纹测试系统，包括底板1、工作台面2、页岩压裂装置、页岩切片装置和页岩裂纹成像装置，底板1固定在地面上，工作台面2的底部四周通过第一立柱3固定安装在底板1的上表面右侧部，页岩压裂装置固定安装在底板1的上表面左侧部，页岩切片装置和页岩裂纹成像装置均固定安装在工作台面2上。
页岩压裂装置包括两块第一圆环支板4、压裂液箱5、气泵6、压裂筒体7、集气环箱8、若干组压裂杠杆组件和两个压裂活塞9，两块第一圆环支板4水平且上下并排设置，两块第一圆环支板4之间固定连接有若干根圆周阵列设置的竖直支杆10，两块第一圆环支板4的外圆周一体成型有若干块圆周阵列设置的支撑耳板11，下侧的各块支撑耳板11的底部分别通过第二立柱12固定支撑在底板1的上表面左侧部，压裂液箱5的底部通过若干根第三立柱13固定安装在上侧的第一圆环支板4的顶部，气泵6固定安装在压裂液箱5的顶部，压裂筒体7同中心竖向设置在两块第一圆环支板4的中间，压裂筒体7的外圆周中部一体成型固定连接有第二圆环支板14，各根竖直支杆10均贯穿第二圆环支板14并与第二圆环支板14固定连接，集气环箱8同中心套在第二圆环支板14的外部，集气环箱8的内圆周与第二圆环支板14的外圆周通过若干块圆周阵列的水平长条支板15固定连接，各组压裂杠杆组件圆周阵列设置在压裂筒体7外部并安装在两块第一圆环支板4上，两个压裂活塞9分别上下对称滑动安装在压力筒体内上部和下部，各组压裂杠杆组件均与两个压裂活塞9连接并驱动两个压裂活塞9同步反向上下滑动，气泵6的进气口连接有与外界大气连通的抽气管16，气泵6的出气口固定连接有输气管17，输气管17的下端固定连接在集气环箱8的顶部右侧，压裂液箱5的底部中心固定连接有竖向设置的排液管18，排液管18上设置有排液阀19，集气环箱8分别通过供气管线与各组压裂杠杆组件连接，底板1的上表面左侧部固定连接有位于下侧的第一圆环支板4正下方的柔性接料圆盘20。
上侧的压裂活塞9的上表面和下侧的压裂活塞9的下表面均固定连接有若干根圆周阵列设置的施力杆21，施力杆21竖向设置；
上侧的压裂活塞9的中心竖向贯穿固定安装有位于排液管18正下方的进液管22，进液管22的下端与上侧的压裂活塞9的下表面齐平，进液管22的上侧部位于上侧的压裂活塞9的上方，进液管22的上侧部设置有进液阀23，进液管22的上端呈上大下小的喇叭形结构。
左侧的一组压裂杠杆组件包括施力缸体24和两套杠杆机构，施力缸体24竖向设置在集气环箱8的外部左侧，两套杠杆机构上下对称且均沿左右方向设置，施力缸体24内部通过隔板25分隔为上下对称的两个腔室26，两个腔室26中均滑动安装有施力活塞27，上侧的施力活塞27的顶部中心和下侧的施力活塞27的底部中心均固定连接有竖向设置的活塞杆28，上侧的活塞杆28的上端向上穿过施力缸体24的顶板中心，下侧的活塞杆28的下端向下穿过施力缸体24的底板1中心，上侧的杠杆机构左低右高倾斜设置，上侧的各块支撑耳板11的底部和下侧的各块支撑耳板11的底部均固定安装有铰接支座29，上侧的杠杆机构的右侧部上侧铰接在左上侧的铰接支座29上，上侧的杠杆机构的左端与上侧的活塞杆28的上端铰接，上侧的杠杆机构的右端与左上侧的施力杆21的上端铰接，下侧的杠杆机构的右侧部下侧铰接在左下侧的铰接支座29上，下侧的杠杆机构的左端与下侧的活塞杆28的下端铰接，下侧的杠杆机构的右端与左下侧的施力杆21的下端铰接，上侧的腔室26通过第一C型管30与集气环箱8连接，下侧的腔室26通过第二C型管31与集气环箱8连接，第一C型管30和第二C型管31竖向设置；
第一C型管30的上侧管左端固定安装在施力缸体24的左侧壁上侧部并与上侧的腔室26的上部连通，第一C型管30的下侧管左端固定安装在施力缸体24的左侧壁中部上侧并与上侧的腔室26的下部连通，第一C型管30的上侧管和下侧管上均安装有第一电子球阀32，第一C型管30的右侧管中部固定连接有第一L型管33，第一L型管33的下端固定连接在集气环箱8的顶部左侧，第二C型管31的上侧管左端固定安装在施力缸体24的左侧壁中部下侧并与下侧的腔室26的上部连通，第二C型管31的下侧管左端固定安装在施力缸体24的左侧壁下侧部并与下侧的腔室26的下部连通，第二C型管31的上侧管和下侧管上均安装有第二电子球阀34，第二C型管31的右侧管中部固定连接有第二L型管35，第二L型管35的上端固定连接在集气环箱8的底部左侧。
上侧的杠杆机构包括长方体杆36和两根插接杆37，长方体杆36的中部沿长度方向开设有左右通透的插接通孔38，两根插接杆37左右对称设置在长方体杆36的左右两侧，左侧的插接杆37的右侧部和右侧的插接杆37的左侧部均开设有上下通透的跑道形销孔39，左侧的插接杆37的右侧部对应滑动插接在插接通孔38内左端部，右侧的插接杆37的左侧部对应滑动插接在插接通孔38内右端部，长方体杆36的左侧部和右侧部均固定安装有竖直贯穿长方体杆36的插销40，左侧的插销40对应贯穿左侧的跑道形销孔39，右侧的插销40对应贯穿右侧的跑道形销孔39，长方体杆36的上侧面右侧部固定连接有与左上侧的铰接支座29铰接的连接耳板，左侧的插接杆37的左端与上侧的活塞杆28的上端铰接，右侧的插接杆37的右端与左上侧的施力杆21的上端铰接。
页岩切片装置包括切片平台41、台钳42、竖直支撑架43、升降支撑架、两根导向杆44、C型支架45、直线锯齿46、旋转减速电机47、第一转盘48和第二转盘49，切片平台41的底部四周通过第一竖直支腿50固定支撑在工作台面2的上表面左侧部，台钳42固定安装在切片平台41的上表面，台钳42上夹设有固定壳体51，竖直支撑架43和升降支撑架均固定安装工作台面2的上表面，竖直支撑架43位于切片平台41的后侧，升降支撑架位于切片平台41的前侧，两根导向杆44均沿前后方向水平设置，两根导向杆44左右并排设置在台钳42的正上方，竖直支撑架43的顶部铰接有门框型支座52，门框型支座52与竖直支撑架43的铰接轴沿左右方向水平设置，两根导向杆44的后端均固定安装在门框型支座52上，两根导向杆44的前侧设置有竖直支板53，两根导向杆44的前端固定连接在竖直支板53上，竖直支板53的中部固定连接有沿前后方向设置且位于竖直支板53前侧的水平支杆54，水平支杆54的前端固定设置有限位球55，水平支杆54的前侧部支撑在升降支撑架的顶部，C型支架45左侧、右侧和下侧均敞口，C型支架45设置在两根导向杆44的下方，C型支架45的上侧横杆上固定连接有两块前后并排设置的滑座56，每块滑座56上均固定设置有两个直线轴承57，两个直线轴承57分别对应套装滑动在两根导向杆44上，直线锯齿46固定连接在C型支架45的两根竖直杆下端之间，旋转减速电机47固定安装在底板1的上表面中部后侧，底板1的上表面中部后侧固定设置有位于旋转减速电机47和竖直支撑架43之间的第四立柱58，第四立柱58的顶部固定设置有轴承座59，轴承座59上转动安装有沿左右方向水平设置的转轴60，转轴60贯穿轴承座59，第一转盘48固定安装在转轴60的左端，第二转盘49固定安装在转轴60的右端，第一转盘48的直径小于第二转盘49的直径，旋转减速电机47的动力轴左端固定安装有第三转盘61，第一转盘48和第三转盘61之间套装有传动带62，第二转盘49的右侧面偏心部铰接有沿前后方向设置的连杆63，连杆63的前端铰接在C型支架45的后侧竖直杆中部后侧。
升降支撑架包括竖直管柱64和竖直升降杆65，竖直管柱64的底部固定设置有圆盘形底座66，圆盘形底座66固定安装在工作台面2的上表面左前部，竖直升降杆65的下侧部插接在竖直管柱64内，竖直升降杆65的上端向上伸出竖直管柱64的顶部并固定设置有前侧、后侧和上侧均敞口的圆弧支板67，竖直管柱64的侧壁上侧部螺纹安装有紧固螺栓，紧固螺栓的外端固定设置有转动手柄68，紧固螺栓的内端伸入到竖直管柱64中并顶压竖直升降杆65，水平支杆54固定支撑在圆弧支板67上。
页岩裂纹成像装置包括矩形框架69、左右移动机构、前后移动机构、二维移动平台70、成像显示器71和摄像机72，矩形框架69水平设置在工作台面2的上方，矩形框架69的四角通过第二竖直支腿73固定支撑在工作台面2的上表面右侧部，左右移动机构安装在矩形框架69的前侧和后侧，前后移动机构安装在矩形框架69的左侧和右侧，二维移动平台70设置在矩形框架69内部，左右移动机构驱动二维移动平台70沿左右方向滑动在前后移动机构上，前后移动机构驱动二维移动平台70沿前后方向滑动在左右移动机构上，二维移动平台70的下表面固定连接有水平板74，水平板74的下表面中部固定设置有竖直立杆75，成像显示器71固定安装在竖直立杆75上且位于水平板74的下方，摄像机72竖直固定安装在成像显示器71的底部下方，摄像机72的摄像头朝下设置。
左右移动机构包括第一减速电机76、两根第一丝杠77和两根第一导杆78，第一减速电机76固定安装在矩形框架69的前侧右侧部，第一减速电机76的动力轴和两根第一丝杆均沿左右方向水平设置，两根第一丝杆前后并排设置，前侧的第一丝杆的两端分别转动安装在矩形框架69的内侧左前部和右前部，后侧的第一丝杆的两端分别转动安装在矩形框架69的内侧左后部和右后部，前侧的第一丝杆的左端部和后侧的第一丝杠77的左端部之间以及前侧的第一丝杆的右端部和后侧的第一丝杠77的右端部之间均通过第一带传动机构79传动连接，第一减速电机76的动力轴右端部和前侧的第一丝杆的右端部之间通过第二带传动机构80传动连接，两根第一丝杠77上均螺纹套装连接有第一滑块81，两根第一导杆78均沿前后方向水平设置，两根第一导杆78左右并排设置且固定安装在两块第一滑块81之间，两根第一导杆78贯穿二维移动平台70并与二维移动平台70滑动连接。
前后移动机构包括第二减速电机82、两根第二丝杠83和两根第二导杆84，第二减速电机82固定安装在矩形框架69的前侧左侧部，第二减速电机82的动力轴和两根第二丝杆均沿前后方向水平设置，两根第二丝杠83左右并排设置，左侧的第二丝杠83的两端分别转动安装在矩形框架69的内侧左前部和左后部，右侧的第二丝杠83的两端分别转动安装在矩形框架69的内侧右前部和右后部，左侧的第二丝杆的前端部和右侧的第二丝杠83的前端部之间以及左侧的第二丝杆的后端部和右侧的第二丝杠83的后端部之间均通过第三带传动机构85传动连接，第二减速电机82的动力轴后端同轴传动连接左侧的第二丝杠83的前端，两根第二丝杠83上均螺纹套装连接有第二滑块86，两根第二导杆84均沿左右方向水平设置，两根第二导杆84前后并排设置且固定安装在两块第二滑块86之间，两根第二导杆84贯穿二维移动平台70并与二维移动平台70滑动连接。
本发明的工作原理为：首先将上侧的各个杠杆机构分别与上侧的各个铰接支座29和上侧的各根施力杆21拆开，将上侧的压裂活塞9从压裂筒体7的顶部取出，再将制备好的呈圆筒体结构的页岩样品87放置于压裂筒体7内，页岩样品87的外径与压裂筒体7的内径相同，页岩样品87的底部支撑在下侧的压裂活塞9的顶部，然后将上侧的压裂活塞9安装到压裂筒体7的内部上侧，上侧的各个杠杆机构分别与上侧的各个铰接支座29和上侧的各根施力杆21装配连接，下侧的压裂活塞9与页岩样品87接触，上侧的压裂活塞9与页岩样品87之间具有一定的间隙，然后打开排液阀19和进液阀23，使压裂液箱5中的压裂液通过排液管18和进液管22注满页岩样品87的中心空腔，再关闭排液阀19和进液阀23，然后启动气泵6，气泵6通过抽气管16和输气管17将高压空气泵6入到集气环箱8中，此时关闭上侧的各个第一电子球阀32和下侧的各个第二电子球阀34，打开下侧的各个第一电子球阀32和上侧的各个第二电子球阀34，则高压空气通过各根第一C型管30的下侧管进入上侧的各个腔室26的下部，使上侧的施力活塞27向上移动，高压空气通过各根第二C型管31的上侧管进入下侧的各个腔室26的上部，使下侧的施力活塞27向下移动，如此，上侧的各根活塞杆28的上端分别对应推动上侧的各根长方体杆36的外端部向上移动，下侧的各根活塞杆28的下端分别对应推动下侧的各根长方体杆36的外端部向下移动，则上侧的各根长方体杆36的内端部通过上侧的各根施力杆21推动上侧的压裂活塞9向下移动，下侧的各根长方体杆36的内端部通过下侧的各根施力杆21推动下侧的压裂活塞9向上移动，进而实现对页岩样品87加压压裂，待压裂完成后，反向操作，打开上侧的各个第一电子球阀32和下侧的各个第二电子球阀34，关闭下侧的各个第一电子球阀32和上侧的各个第二电子球阀34，则高压空气通过各根第一C型管30的上侧管进入上侧的各个腔室26的上部，使上侧的施力活塞27向下移动，高压空气通过各根第二C型管31的下侧管进入下侧的各个腔室26的下部，使下侧的施力活塞27向上移动，如此，上侧的各根活塞杆28的上端分别对应拉动上侧的各根长方体杆36的外端部向下移动，下侧的各根活塞杆28的下端分别对应拉动下侧的各根长方体杆36的外端部向上移动，则上侧的各根长方体杆36的内端部通过上侧的各根施力杆21拉动上侧的压裂活塞9向上移动，下侧的各根长方体杆36的内端部通过下侧的各根施力杆21拉动下侧的压裂活塞9向下移动，此时将下侧的各个杠杆机构分别与下侧的各个铰接支座29和下侧的各根施力杆21拆开，将下侧的压裂活塞9从压裂筒体7的底部取出，使页岩样品87从压裂筒体7的底部脱出掉落在柔性接料圆盘20上，将页岩样品87在柔性接料圆盘20上进行风干，再将干燥后的页岩样品87装入到固定壳体51中，固定壳体51对页岩样品87起到保护作用，启动旋转减速电机47，旋转减速电机47的动力轴带动第三转盘61转动，第三转盘61通过传动带62驱动第一转盘48转动，第一转盘48带动第二转盘49转动，第二转盘49通过连杆63驱动C型支架45沿两根导向杆44前后往复移动，C型支架45带动直线锯齿46前后往复移动，通过调节竖直升降杆65的高度调节，使直线锯齿46切斜向下运动，实现对页岩样品87的切片，每次切片时通过控制页岩样品87的进给调节切片的厚度，得到较薄的页岩切片后，将页岩切片置于二维移动平台70正下方的工作台面2上，打开成像显示器71和摄像机72，摄像机72对页岩切片进行拍照记录，启动第一减速76和第二减速电机82，驱动二维移动平台70在矩形框架69内水平面上做二维移动，二维移动平台70带动成像显示器71和摄像机72在水平面上做二维移动，得到页岩切片的裂缝走势，成像显示器71记录页岩切片的图像，后续对所有的页岩切片进行拍照记录，将所有的页岩切片的图像在三维空间进行堆叠累加，实现对页岩样品87压裂后裂纹的三维成像。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
