[發明專利]一種雙組分速凝漿液流變參數測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 202010115923.7
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111175189B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 張連震;王洪超;翁賢杰;張慶松;馮慧君;俞然剛;楊文東;楚云添;王洪波;韓子川;張青;趙耀
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N11/08
• 分類號: G01N11/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

本發明公開了一種雙組分速凝漿液流變參數測試裝置及測試方法，包括輸漿模塊和測量模塊，所述輸漿模塊包括第一恒速率注漿泵、第二恒速率注漿泵，第一恒速率注漿泵、第二恒速率注漿泵均與雙液混合器連通；所述測量模塊包括與雙液混合器連通的測管，測管端部設置廢漿池以將漿液排至廢漿池，所述測管的入漿端設置第一壓力傳感器，測管的出漿端設置第二壓力傳感器，以監測二者壓差值進而得出漿液粘度和漿液屈服應力。

技術領域

本發明屬于漿液流變參數測試技術領域，具體涉及一種雙組分速凝漿液流變參數測試裝置及測試方法。

背景技術

注漿工法經常應用于巖土工程不良地質體加固堵水、建筑物地基改良等領域，在巖土工程注漿施工中，為限制漿液的無序擴散，提高目標區域內的漿液留存率，進而提高注漿加固及堵水效果，經常采用速凝漿液作為注漿材料，利用其快速凝膠特性，限制注漿擴散過程中的漿液擴散范圍，保證注漿效果。速凝漿液的顯著特性是快速凝膠固化，凝膠固化時間往往在十幾秒至十幾分鐘，在速凝漿液凝膠固化過程中，漿液屈服應力與漿液粘度等漿液流變參數隨時間迅速改變，準確獲得速凝漿液凝膠固化過程中的流變參數是實現注漿擴散范圍準確計算的前提，對于漿液擴散控制具有重要意義。

目前用于漿液流變參數測量的裝置主要有旋轉式粘度計、振弦式粘度計、毛細管粘度計。旋轉式粘度計利用圓筒轉子的旋轉形成漿液的剪切流動，通過測量圓筒轉子的旋轉扭矩來獲得漿液剪切流動過程中的剪切應力，進而建立剪切速率與剪切應力之間的關系，最終獲得漿液的流變參數。但是，發明人發現，旋轉式粘度計一般應用彈簧扭矩測量系統測量圓筒轉子扭矩，在實際測量中需等待彈簧穩定后才能讀取數據，因此扭矩測量需要一定響應時間，造成測量延遲(測量延遲時間一般需要1分鐘以上)。對于速凝漿液來說，由于漿液凝膠固化速度很快，在測量延遲時間內漿液性質就可能發生較大變化，因此旋轉式粘度計無法實現速凝漿液流變參數的準確測量。

振弦式粘度計采用以一定頻率振動的振弦片作為動力源，測量漿液凝膠固化過程中振弦所受阻力大小，進而通過振弦片振動阻力與漿液流變參數的經驗數量關系獲得漿液的流變參數，該裝置可實現漿液流變參數的快速實時測量，但是發明人發現，振弦式粘度計將漿液視為牛頓流體，只能測試獲得漿液表觀粘度，無法獲得漿液屈服應力，因此該類型粘度計無法測試全部的流變參數。

毛細管粘度計通過測試漿液流經毛細管的時間，配合漿液重度參數與標準對比液的重度及流經毛細管時間相對比，進而獲得漿液的粘度參數。發明人發現，毛細管粘度計同樣也是將漿液視為牛頓流體，只能獲得漿液的粘度參數，無法獲得漿液屈服應力，該類型粘度計無法測試全部的流變參數。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種雙組分速凝漿液流變參數測試裝置及測試方法，該裝置可以有效實現雙組分速凝漿液流變參數(屈服應力、粘度)的準確測量。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明的實施例提供了一種雙組分速凝漿液流變參數測試裝置，包括輸漿模塊和測量模塊，所述輸漿模塊包括第一恒速率注漿泵、第二恒速率注漿泵，第一恒速率注漿泵、第二恒速率注漿泵均與雙液混合器連通；所述測量模塊包括與雙液混合器連通的測管，測管端部設置廢漿池以將漿液排至廢漿池，所述測管的入漿端設置第一壓力傳感器，測管的出漿端設置第二壓力傳感器，以監測二者壓差值進而得出漿液粘度和漿液屈服應力。

作為進一步的技術方案，所述測管入漿端還設置流量傳感器，流量傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器均與控制器連接；所述雙液混合器和測管之間通過雙液輸漿管連通。

作為進一步的技術方案，所述第一恒速率注漿泵、第二恒速率注漿泵均包括儲漿筒，儲漿筒內盛放漿液，儲漿筒底部設置出漿口用以與雙液混合器連通，儲漿筒內配合設置壓漿活塞，由恒速率加載機控制壓漿活塞以恒定速率下移以將漿液恒定速率輸出。