[發明專利]用于煤體原位力學特性的實驗裝置及基于該裝置的瓦斯水合物飽和度監測裝置及方法

有效

• 申請號: 201610028155.5
• 申請日: 2016-01-16
• 公開（公告）號: CN105510143B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 吳強;高霞;張保勇;張強;高橙;吳瓊
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N33/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 岳昕

1.用于煤體原位力學特性的實驗裝置，其特征在于，該裝置包括釜體(1)、調節栓塞(2)、活動栓塞(3)、固定座(4)、密封端蓋(5)、熱縮管(8)、一號電阻電極(6)、二號電阻電極(7)、緩沖罐(12)、瓦斯氣體增壓裝置(14)、液壓增壓裝置(15)和應變片(13)；

一號電阻電極(6)和二號電阻電極(7)的結構相同；一號電阻電極(6)包括電極探頭(1-1)、絕緣橡膠(1-2)、絕緣層(1-3)、金屬管(1-4)、加固層(1-5)；

電極探頭(1-1)包括頂頭(1-11)和長尾(1-12)，頂頭(1-11)和長尾(1-12)構成T字型，長尾(1-12)為中空結構；加固層(1-5)和金屬管(1-4)構成T字型，且為一體件；電極探頭(1-1)的長尾(1-12)插入金屬管(1-4)內，且電極探頭(1-1)的長尾(1-12)和金屬管(1-4)之間設置有絕緣層(1-3)；電極探頭(1-1)的頂頭(1-11)和加固層(1-5)之間設置有絕緣橡膠(1-2)；

熱縮管(8)內部的兩端分別設置有一號電阻電極(6)和二號電阻電極(7)，一號電阻電極(6)的頂頭和二號電阻電極(7)的頂頭相對放置；

煤體(11)放置在熱縮管(8)內，且位于一號電阻電極(6)的頂頭和二號電阻電極(7)的頂頭之間；調節栓塞(2)包裹在一號電阻電極(6)的金屬管(1-4)外側，調節栓塞(2)的外側并排設置有固定座(4)和密封端蓋(5)，且與固定座(4)為螺紋連接；

活動栓塞(3)包裹在二號電阻電極(7)的金屬管(1-4)外側，活動栓塞(3)的外側設置有密封端蓋(5)；

設置在調節栓塞(2)外側的密封端蓋(5)和設置在活動栓塞(3)外側的密封端蓋(5)均套接在釜體(1)內部，且分別位于釜體(1)的兩端；

熱縮管(8)、釜體(1)及密封端蓋(5)合圍形成一個圍壓油腔(9)；通過向圍壓油腔(9)內注入圍壓，向煤體(11)施加圍壓；

活動栓塞(3)、釜體(1)及密封端蓋(5)合圍形成一個軸壓油腔(10)；通過向軸壓油腔(10)內注入軸壓，帶動活動栓塞(3)向左運動；

液壓增壓裝置(15)用于為圍壓油腔(9)提供圍壓，為軸壓油腔(10)提供軸壓；

瓦斯氣體增壓裝置(14)用于向二號電阻電極(7)的長尾內通入瓦斯；一號電阻電極(6)的長尾通過管路與緩沖罐(12)的一端聯通，緩沖罐(12)的另一端與二號電阻電極(7)的長尾聯通；

應變片(13)貼在煤體(11)上，用于采集煤柱的應變信號。

2.根據權利要求1所述的用于煤體原位力學特性的實驗裝置，其特征在于，瓦斯氣體增壓裝置(14)包括氣源(14-1)、空氣壓縮機(14-2)、防爆增壓泵(14-3)、空氣壓縮機閥(14-4)和氣源閥(14-5)；

氣源(14-1)的輸出端連通防爆增壓泵(14-3)的一個輸入端；空氣壓縮機(14-2)的輸出端連通防爆增壓泵(14-3)的另一個輸入端；防爆增壓泵(14-3)的輸出端連通二號電阻電極(6)的長尾；

空氣壓縮機閥(14-4)設置在空氣壓縮機(14-2)和防爆增壓泵(14-3)之間；氣源閥(14-5)設置在氣源(14-1)和防爆增壓泵(14-3)之間。

3.根據權利要求1所述的用于煤體原位力學特性的實驗裝置，其特征在于，液壓增壓裝置(15)包括圍壓液壓增壓泵(15-1)、軸壓液壓增壓泵(15-2)、圍壓閥(15-3)和軸壓閥(15-4)；

釜體(1)上開有圍壓孔(15-5)和軸壓孔(15-6)；

圍壓液壓增壓泵(15-1)通過圍壓孔(15-5)向圍壓油腔(9)內注入圍壓；軸壓液壓增壓泵(15-2)通過軸壓孔(15-6)向軸壓油腔(10)內注入軸壓；圍壓閥(15-3)設置在圍壓液壓增壓泵(15-1)和圍壓油腔(9)之間；軸壓閥(15-4)設置在軸壓液壓增壓泵(15-2)和軸壓油腔(10)之間。