[發(fā)明專(zhuān)利]一種恒溫恒壓的密封試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610019816.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105675644A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李浩然;范玲玲;趙維剛;劉暢
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N25/14
• 分類(lèi)號(hào): G01N25/14
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 侯迎新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種恒溫恒壓的密封試驗(yàn)裝置，屬于水溶采礦室內(nèi)試驗(yàn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鹽巖地下能源儲(chǔ)備庫(kù)是通過(guò)水溶采礦的方式建造而成的，通過(guò)套管（內(nèi)部）從地下鹽層注入高壓清水，地下鹽礦遇水溶解，形成飽和鹵水，飽和鹵水從套管（中部）排出，如此循環(huán)進(jìn)行，地下鹽礦不斷地被溶解，從而形成地下巨大的地下鹽穴空腔，由于鹽巖具有極低的滲透率和良好的蠕變性能，因而成為地下能源儲(chǔ)備的理想介質(zhì)。水溶造腔是一個(gè)非常漫長(zhǎng)的過(guò)程，一座鹽巖地下能源儲(chǔ)備庫(kù)腔體的建造需要經(jīng)歷幾年的時(shí)間，在此過(guò)程中，由于采礦活動(dòng)的影響，地下巖層形成空腔，腔體周?chē)膰鷰r將會(huì)產(chǎn)生蠕變變形，表現(xiàn)出向腔內(nèi)移動(dòng)的趨勢(shì)，這一過(guò)程將會(huì)導(dǎo)致巖體內(nèi)部原來(lái)的結(jié)構(gòu)遭到損傷，萌生一些細(xì)觀缺陷，這些缺陷將會(huì)嚴(yán)重威脅鹽巖能源儲(chǔ)庫(kù)的安全穩(wěn)定性；同時(shí)，在地壓與地?zé)岬木C合作用下，腔體周?chē)鷩鷫撼尸F(xiàn)溶解、鹵水飽和、鹵水結(jié)晶、再溶解、再飽和、再結(jié)晶等一系列循環(huán)過(guò)程，鹵水結(jié)晶產(chǎn)生的晶體將會(huì)附著在腔壁圍巖上，這些重結(jié)晶物質(zhì)粘結(jié)、滲入到鹽巖的缺陷內(nèi)部，與巖體內(nèi)部晶粒一同錯(cuò)動(dòng)、滑移，這一過(guò)程也被稱(chēng)為鹽巖內(nèi)部缺陷的自我修復(fù)過(guò)程，飽和鹵水的重結(jié)晶行為與巖體缺陷修復(fù)具有十分密切的聯(lián)系，通過(guò)CT掃描實(shí)驗(yàn)可以深入研究結(jié)晶體的力學(xué)行為。

但是目前，沒(méi)有合適的試驗(yàn)裝置來(lái)研究恒定溫度、恒定壓力狀態(tài)下，缺陷巖體與飽和溶液的重結(jié)晶物質(zhì)的相互作用現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效方便、且可精確控溫、長(zhǎng)期控壓的結(jié)晶密封裝置其可以研究恒定溫度、恒定壓力狀態(tài)下缺陷巖體與飽和溶液的重結(jié)晶物質(zhì)的相互作用現(xiàn)象。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種恒溫恒壓的密封試驗(yàn)裝置，其關(guān)鍵技術(shù)在于：其包括底座支架、控壓系統(tǒng)、控溫實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和閥門(mén)管道系統(tǒng)；

所述底座支架包括底座和設(shè)于底座上的支撐柱；

所述控壓系統(tǒng)包括設(shè)于底座上的蓄能器和壓力表；

所述控溫實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括結(jié)晶腔體，所述結(jié)晶腔體設(shè)有用于密封的上蓋，所述結(jié)晶腔體上蓋上設(shè)有導(dǎo)出管、結(jié)晶腔體下部設(shè)有溶液進(jìn)入接口和下排水口，所述結(jié)晶腔體內(nèi)部設(shè)有發(fā)熱電阻，所述發(fā)熱電阻與設(shè)于上蓋上的發(fā)熱電阻接口連接，所述上蓋上設(shè)有用于檢測(cè)腔體內(nèi)部溫度的傳感器；

所述閥門(mén)管道系統(tǒng)包括與蓄能器連通的進(jìn)油管道以及與結(jié)晶腔體連通的進(jìn)液管道，所述進(jìn)油管道上設(shè)有進(jìn)油閥門(mén)，所述進(jìn)液管道上設(shè)有進(jìn)液閥門(mén)；

所述蓄能器經(jīng)維壓管道與結(jié)晶腔體連通，所述維壓管道上設(shè)有維壓閥門(mén)和壓力表。

優(yōu)選的，所述進(jìn)液管道和進(jìn)油管道通過(guò)固定套固定于支撐柱上。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述結(jié)晶腔體內(nèi)壁上設(shè)有有機(jī)玻璃套，所述有機(jī)玻璃套與結(jié)晶腔體內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈。

優(yōu)選的，所述上蓋上設(shè)有發(fā)熱電阻接口，所述發(fā)熱電阻接口與發(fā)熱電阻連接，所述發(fā)熱電阻為螺旋狀。

優(yōu)選的，所述上蓋上設(shè)有溫度感應(yīng)器接口，所述溫度感應(yīng)器接口與溫度感應(yīng)器相接。

優(yōu)選的，所述下排水口處設(shè)有排水閥門(mén)。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明設(shè)置了底座支架、控壓系統(tǒng)、控溫實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和閥門(mén)管道系統(tǒng)四大部分，試驗(yàn)過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)恒溫恒壓。其不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且使用時(shí)高效方便、可精確控溫、長(zhǎng)期控壓，采用本發(fā)明可以研究恒定溫度、恒定壓力狀態(tài)下缺陷巖體與飽和溶液的重結(jié)晶物質(zhì)的相互作用現(xiàn)象。從而實(shí)現(xiàn)了在高溫高壓狀態(tài)下，飽和鹵水的長(zhǎng)期結(jié)晶實(shí)驗(yàn)，為深入研究重結(jié)晶晶體與巖體缺陷修復(fù)的作用機(jī)理提供基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明控溫實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-1底座；1-2支撐柱；2-1蓄能器；2-2壓力表；3-1上導(dǎo)出閥門(mén)；3-2上導(dǎo)出導(dǎo)管；3-3溫度感應(yīng)器；3-4發(fā)熱電阻接口；3-5螺栓；3-6小孔；3-7密封圈；3-8溫度感應(yīng)器接口；3-9有機(jī)玻璃套；3-10發(fā)熱電阻；3-11結(jié)晶腔體；3-12排水閥門(mén)；3-13下排水口；3-14溶液進(jìn)入接口；3-15上蓋；3、控溫實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)； 4-1維壓管道；4-2進(jìn)油閥門(mén)；4-3進(jìn)液閥門(mén)；4-4固定套；4-5維壓閥門(mén)；4-6進(jìn)油管道；4-7進(jìn)液管道。

具體實(shí)施方式