[實(shí)用新型]一種二氧化碳相變致裂壓力測試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920760839.3
• 申請(qǐng)日: 2019-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN210071193U
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周盛濤;羅學(xué)東;張?jiān)娡?/a>;胡萌;王一洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)
• 主分類號(hào): G01L5/00
• 分類號(hào): G01L5/00;G01N25/12
• 代理公司: 42238 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 易濱

本實(shí)用新型公開了一種二氧化碳相變致裂壓力測試裝置。本實(shí)用新型的裝置，包括基座；套筒，套筒豎直設(shè)置在基座上，套筒的頂端敞口，套筒內(nèi)壁設(shè)有多個(gè)壓力傳感器，套筒下端設(shè)有泄氣孔；二氧化碳相變致裂裝置，二氧化碳相變致裂裝置豎直設(shè)置在套筒中，且二氧化碳相變致裂裝置與套筒內(nèi)壁之間具有間隙，間隙內(nèi)填充有填充物；二氧化碳相變致裂裝置的泄能口位于泄氣孔下方；數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)與壓力傳感器電連接。本實(shí)用新型能有效測試二氧化碳相變致裂裝置垂直工況下的泄爆壓力，能獲取不同位置的二氧化碳相變泄爆壓力時(shí)程曲線與不同時(shí)刻二氧化碳相變泄爆壓力沿程分布曲線，對(duì)研究二氧化碳相變致裂技術(shù)的點(diǎn)式聚能作用有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及破巖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳相變致裂壓力測試裝置。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，城市開挖工程對(duì)振動(dòng)和環(huán)境的要求越來越高，常見的炸藥爆破在一些情況下不能使用，二氧化碳相變致裂技術(shù)作為目前的炸藥爆破首要代替手段，得到了廣泛的應(yīng)用。但由于二氧化碳相變致裂技術(shù)的實(shí)用水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論水平，對(duì)二氧化碳相變致裂技術(shù)的荷載研究還處于初級(jí)階段。已有的二氧化碳相變致裂技術(shù)研究通常先利用理論計(jì)算求出二氧化碳相變致裂能量，然后將相變致裂能量轉(zhuǎn)化為TNT當(dāng)量作為相變致裂荷載。但是，炸藥荷載產(chǎn)生的沖擊波作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于爆生氣體的靜楔作用，可以說，炸藥破巖時(shí)主要是沖擊波作用為主，而二氧化碳相變致裂破巖過程中的氣楔作用在巖體裂紋擴(kuò)展中起到了不可忽視的作用，二氧化碳相變致裂破巖過程中應(yīng)力波與氣體協(xié)同作用能量比例尚未明晰，直接將二氧化碳相變致裂荷載轉(zhuǎn)換為炸藥荷載進(jìn)行理論研究存在一定的缺陷。相比之下，直接研究二氧化碳相變致裂的壓力時(shí)程曲線能更簡潔準(zhǔn)確的反應(yīng)二氧化碳的相變荷載特征。

現(xiàn)有的二氧化碳相變壓力時(shí)程曲線測試有多種。一種是測試二氧化碳相變致裂管中的壓力，即膛壓測試，膛壓測試的壓力是二氧化碳相變致裂管中的壓力，與二氧化碳相變致裂器泄能口噴射的高壓氣體壓力之間存在一定的差異，不能準(zhǔn)確反映二氧化碳相變泄爆的壓力。一種是采用密封鋼管內(nèi)套單泄能孔二氧化碳相變致裂器，用鋼管模擬鉆孔，鋼管橫臥進(jìn)行二氧化碳相變致裂壓力測試，但此測試方法有部分缺陷，在大多數(shù)情況中，二氧化碳相變致裂器是近垂直設(shè)置，橫臥時(shí)測得的二氧化碳相變致裂壓力時(shí)程曲線僅僅滿足水平掘進(jìn)時(shí)二氧化碳相變致裂器與鉆孔的相對(duì)位置關(guān)系，不符合大多數(shù)情況下二氧化碳相變致裂器與鉆孔的相對(duì)位置關(guān)系。

由于二氧化碳相變致裂進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)耗時(shí)耗力，且浪費(fèi)人力物力，實(shí)驗(yàn)室測定二氧化碳相變致裂壓力時(shí)程曲線是一種經(jīng)濟(jì)快捷的方法。由于現(xiàn)有測試所得的二氧化碳相變致裂時(shí)程曲線精度不高，且二氧化碳相變致裂技術(shù)是一種點(diǎn)式聚能爆破技術(shù)，同斷面內(nèi)不同位置的壓力時(shí)程曲線存在一定的差異，因此亟需一種能精確獲得不同致裂參數(shù)下的鉆孔內(nèi)不同位置二氧化碳相變泄爆壓力時(shí)程曲線的測試裝置和測試方法，以求能精確描述二氧化碳相變泄爆威力，為現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種能有效測試二氧化碳相變致裂裝置垂直工況下的泄爆壓力的二氧化碳相變致裂壓力測試裝置。

本實(shí)用新型的一種二氧化碳相變致裂壓力測試裝置，包括基座；套筒，所述套筒豎直設(shè)置在所述基座上，所述套筒的頂端敞口，所述套筒內(nèi)壁設(shè)有多個(gè)壓力傳感器，所述套筒下端設(shè)有泄氣孔；二氧化碳相變致裂裝置，所述二氧化碳相變致裂裝置豎直設(shè)置在所述套筒中，且所述二氧化碳相變致裂裝置與所述套筒內(nèi)壁之間具有間隙，所述間隙內(nèi)填充有填充物；所述二氧化碳相變致裂裝置的泄能口位于所述泄氣孔下方；數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)與所述壓力傳感器電連接。

優(yōu)選的，所述泄氣孔設(shè)有防止填充物由其漏出的鐵絲網(wǎng)。

優(yōu)選的，多個(gè)所述壓力傳感器8沿所述套筒2的軸向和圓周內(nèi)壁間隔設(shè)置，沿所述套筒2軸向設(shè)置的壓力傳感器8等距間隔設(shè)置在同一直線上，沿所述圓周內(nèi)壁間隔設(shè)置的壓力傳感器8在同一水平面，且在同一水平面的壓力傳感器8至少設(shè)置有4個(gè)。