[發(fā)明專利]一種注射器式和泵站式兼容的滲透試驗(yàn)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510698816.0
• 申請(qǐng)日: 2015-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105181557A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王路珍;孔海陵;陳占清;郁邦永;韓雨;王志飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鹽城工學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;姜玲玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種滲透試驗(yàn)裝置，具體涉及一種注射器式和泵站式兼容的滲透試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

華北型煤田石炭二疊紀(jì)地層內(nèi)巖溶陷落柱廣泛發(fā)育。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，一旦陷落柱被揭露，常常發(fā)生突水災(zāi)害，造成煤礦巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。為了解釋陷落柱突水機(jī)理，需要開(kāi)展變質(zhì)量破碎巖石長(zhǎng)時(shí)間滲透試驗(yàn)和滲透突變?cè)囼?yàn)。現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備難以滿足長(zhǎng)時(shí)間滲透和滲透突變?cè)谕辉囼?yàn)中實(shí)現(xiàn)的要求，研制專用的（非標(biāo)準(zhǔn)的）變質(zhì)量破碎巖石滲透試驗(yàn)系統(tǒng)是完全必要的。

目前破碎巖石滲透試驗(yàn)方法主要可概括為兩種，第一種是利用泵連續(xù)地向巖樣一端施加壓力，第二種是注射器式儲(chǔ)能器件向巖樣的一端施加壓力。前者的弊端，試驗(yàn)時(shí)采集的滲透壓力無(wú)法按照既定試驗(yàn)方案調(diào)節(jié)并控制。后者弊端，注射器式儲(chǔ)能器件的容積有限，當(dāng)巖樣發(fā)生滲透突變后，流量大幅度增加，儲(chǔ)能器件沒(méi)有足夠水源以持續(xù)提供滲透水壓力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是：提供一種在實(shí)現(xiàn)注射器式滲透方式的基礎(chǔ)上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)泵站式滲透方式，并能進(jìn)行兩種滲透方式自由切換，且可在同一試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)變質(zhì)量破碎巖石的長(zhǎng)時(shí)間滲透和滲透突變的注射器式和泵站式兼容的滲透試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種注射器式和泵站式兼容的滲透試驗(yàn)裝置，包括開(kāi)放式滲透儀，以及與所述開(kāi)放式滲透儀連接的兼容式加壓系統(tǒng)；

所述兼容式加壓系統(tǒng)包括雙向液壓缸，與所述雙向液壓缸下部連通的供水管路，與所述雙向液壓缸上部連通的供油管路，與所述供水管路連通的定量柱塞泵，以及與所述供油管路連通的變量柱塞泵；

在雙向液壓缸和定量柱塞泵之間的供水管路上依次設(shè)有截止閥一、截止閥二和換向閥一，在截止閥一和截止閥二之間的供水管路上連接有供水支管，供水支管的出水口連通開(kāi)放式滲透儀的進(jìn)水口，同時(shí)在供水支管上設(shè)有截止閥三、流量傳感器以及壓力變送器；

在雙向液壓缸和變量柱塞泵之間的供油管路上依次設(shè)有截止閥四、換向閥二、節(jié)流閥和冷卻器。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在定量柱塞泵和換向閥一之間的供水管路上連接有溢流管路一，所述溢流管路一上設(shè)有壓力表一和溢流閥一。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在變量柱塞泵和換向閥二之間的供油管路上連接有溢流管路二，所述溢流管路二上設(shè)有壓力表二和溢流閥二。

本發(fā)明的注射器式和泵站式兼容的滲透試驗(yàn)裝置，其長(zhǎng)時(shí)間滲透試驗(yàn)具體方法如下：

步驟1）將換向閥二置于回油位，打開(kāi)截止閥四、截止閥一和截止閥二，關(guān)閉截止閥三，將換向閥一置于進(jìn)水位，由定量柱塞泵向雙向液壓缸下腔注水，注水完畢后，關(guān)閉截止閥二，將換向閥二置于中位；

步驟2）打開(kāi)截止閥三，將換向閥二閥芯置于進(jìn)油位，啟動(dòng)變量柱塞泵，由變量柱塞泵輸出的液壓油經(jīng)過(guò)冷卻器、節(jié)流閥、換向閥二和截止閥四進(jìn)入到雙向液壓缸上腔，液壓油驅(qū)動(dòng)雙向液壓缸的活塞桿向下運(yùn)動(dòng)，雙向液壓缸下腔的水經(jīng)過(guò)截止閥一、截止閥三、流量傳感器進(jìn)入到開(kāi)放式滲透儀，供水支管上的壓力變送器實(shí)時(shí)顯示和儲(chǔ)存破碎巖樣下端壓力；

步驟3）當(dāng)雙向液壓缸下腔的水用完后，暫停試驗(yàn)，由定量柱塞泵再次注水，繼續(xù)對(duì)破碎巖樣滲透。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟2）中在供油管路中設(shè)置溢流管路二，并通過(guò)設(shè)于溢流管路二上的溢流閥二控制雙向液壓缸上腔的油壓，并間接控制巖樣下端壓力。

本發(fā)明的注射器式和泵站式兼容的滲透試驗(yàn)裝置，其滲透突變?cè)囼?yàn)具體方法如下：

在長(zhǎng)時(shí)間滲透試驗(yàn)過(guò)程中觀察破碎巖樣流量變化規(guī)律，在流量波動(dòng)較大時(shí)，打開(kāi)截止閥三和截止閥二，關(guān)閉截止閥一，關(guān)閉變量柱塞泵，啟動(dòng)定量柱塞泵，由定量柱塞泵輸出的水經(jīng)過(guò)換向閥一、截止閥二和截止閥三、流量傳感器進(jìn)入到開(kāi)放式滲透儀，供水支管上的壓力變送器實(shí)時(shí)顯示和儲(chǔ)存破碎巖樣下端壓力。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在供水管路中設(shè)置溢流管路一，并通過(guò)設(shè)于溢流管路一上的溢流閥一控制巖樣下端壓力。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1．本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)注射器式滲透方式的基礎(chǔ)上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)泵站式滲透方式，并能進(jìn)行兩種滲透方式自由切換，且可在同一試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)變質(zhì)量破碎巖石的長(zhǎng)時(shí)間滲透和滲透突變。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：