[發(fā)明專利]用于煤體原位力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)裝置及基于該裝置的瓦斯水合物飽和度監(jiān)測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610028155.5
• 申請日: 2016-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN105510143B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳強(qiáng);高霞;張保勇;張強(qiáng);高橙;吳瓊
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/12
• 分類號(hào): G01N3/12;G01N33/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 岳昕

1.用于煤體原位力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置包括釜體(1)、調(diào)節(jié)栓塞(2)、活動(dòng)栓塞(3)、固定座(4)、密封端蓋(5)、熱縮管(8)、一號(hào)電阻電極(6)、二號(hào)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(yīng)變片(13)；

一號(hào)電阻電極(6)和二號(hào)電阻電極(7)的結(jié)構(gòu)相同；一號(hào)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(gòu)成T字型，長尾(1-12)為中空結(jié)構(gòu)；加固層(1-5)和金屬管(1-4)構(gòu)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(nèi)，且電極探頭(1-1)的長尾(1-12)和金屬管(1-4)之間設(shè)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(shè)置有絕緣橡膠(1-2)；

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

煤體(11)放置在熱縮管(8)內(nèi)，且位于一號(hào)電阻電極(6)的頂頭和二號(hào)電阻電極(7)的頂頭之間；調(diào)節(jié)栓塞(2)包裹在一號(hào)電阻電極(6)的金屬管(1-4)外側(cè)，調(diào)節(jié)栓塞(2)的外側(cè)并排設(shè)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(dòng)栓塞(3)包裹在二號(hào)電阻電極(7)的金屬管(1-4)外側(cè)，活動(dòng)栓塞(3)的外側(cè)設(shè)置有密封端蓋(5)；

設(shè)置在調(diào)節(jié)栓塞(2)外側(cè)的密封端蓋(5)和設(shè)置在活動(dòng)栓塞(3)外側(cè)的密封端蓋(5)均套接在釜體(1)內(nèi)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(gè)圍壓油腔(9)；通過向圍壓油腔(9)內(nèi)注入圍壓，向煤體(11)施加圍壓；

活動(dòng)栓塞(3)、釜體(1)及密封端蓋(5)合圍形成一個(gè)軸壓油腔(10)；通過向軸壓油腔(10)內(nèi)注入軸壓，帶動(dòng)活動(dòng)栓塞(3)向左運(yùn)動(dòng)；

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(hào)電阻電極(7)的長尾內(nèi)通入瓦斯；一號(hào)電阻電極(6)的長尾通過管路與緩沖罐(12)的一端聯(lián)通，緩沖罐(12)的另一端與二號(hào)電阻電極(7)的長尾聯(lián)通；

應(yīng)變片(13)貼在煤體(11)上，用于采集煤柱的應(yīng)變信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤體原位力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)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(jī)(14-2)、防爆增壓泵(14-3)、空氣壓縮機(jī)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(gè)輸入端；空氣壓縮機(jī)(14-2)的輸出端連通防爆增壓泵(14-3)的另一個(gè)輸入端；防爆增壓泵(14-3)的輸出端連通二號(hào)電阻電極(6)的長尾；

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

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤體原位力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)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(nèi)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(nèi)注入軸壓；圍壓閥(15-3)設(shè)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(shè)置在軸壓液壓增壓泵(15-2)和軸壓油腔(10)之間。