[發明專利]一種深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置與試驗方法

在審

• 申請號: 202010317618.6
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111398026A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 張德龍;翁煒;賀云超;郭強;黃玉文;劉家榮;吳爍;趙志濤;徐軍軍;馮美貴
• 申請（專利權）人: 北京探礦工程研究所
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/313
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.一種深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置，其特征在于，包括：高壓釜(1)、聚能爆破筒(2)、傳感器組(3)、數據采集面板(4)、液壓泵站(5)、加熱組件(6)和主控制器(7)；

所述高壓釜(1)內部通過夾持機構(11)固定有試驗巖樣(8)；

所述聚能爆破筒(2)安裝在所述試驗巖樣(8)體內，用于對所述試驗巖樣(8)進行爆破；

所述傳感器組(3)包括多個功能不同的傳感器，所述傳感器安裝在所述試驗巖樣(8)上；

所述數據采集面板(4)安裝在所述高壓釜(1)側壁上，且與所述傳感器電性連接；

所述液壓泵站(5)與所述高壓釜(1)內部連通，用于向所述高壓釜(1)內部注入油脂并維持其內部壓力值；

所述加熱組件(6)與所述高壓釜(1)內部連接，用于對所述高壓釜(1)內部的油脂加熱；

所述主控制器(7)分別與所述聚能爆破筒(2)、數據采集面板(4)、液壓泵站(5)和加熱組件(6)電性連接。

2.根據權利要求1所述的一種深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置，其特征在于，所述高壓釜(1)頂部具有鉸接扣合的密封蓋(12)；所述密封蓋(12)的表面和所述高壓釜(1)的側壁均具有鋼化玻璃透明窗口(13)；所述鋼化玻璃透明窗口(13)的外側安裝有用于拍攝所述高壓釜(1)內部的高速工業攝像機(9)。

3.根據權利要求1所述的一種深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置，其特征在于，所述試驗巖樣(8)為長方體巖塊，所述試驗巖樣(8)的表面開設有用于安裝所述聚能爆破筒(2)的爆破試驗孔(81)。

4.根據權利要求1-3任一項所述的一種深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置，其特征在于，所述聚能爆破筒(2)內部填裝有電子爆破機構(21)、填充物(22)和溫度傳感器(23)；所述電子爆破機構(21)與所述主控制器(7)遠程電性連接；所述填充物(22)用于膨脹填充在所述聚能爆破筒(2)內部，并頂緊所述電子爆破機構(21)；所述溫度傳感器(23)與所述數據采集面板(4)電性連接。

5.根據權利要求1所述的一種深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置，其特征在于，所述傳感器組(3)包括壓力傳感器、振動傳感器、位移傳感器和彈性應變片。

6.根據權利要求1所述的一種深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置，其特征在于，所述液壓泵站(5)的出油口通過注油管(51)與所述反應釜(1)的上部連通，回油口通過回油管(52)與所述反應釜(1)的下部連通；所述注油管(51)上安裝有步進閥門(53)和電子壓力計(54)，所述步進閥門(53)和電子壓力計(54)與所述主控制器(7)電性連接；所述回油管(52)上安裝有步進泄壓閥(55)，所述步進泄壓閥(55)與所述主控制器(7)電性連接。

7.根據權利要求1所述的一種深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置，其特征在于，所述加熱組件(6)電性連接有安裝在所述高壓釜(1)內部的加熱棒(61)。

8.根據權利要求7所述的一種深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置，其特征在于，所述主控制器(7)電性連接有安裝在所述高壓釜(1)內部的電子溫度計(62)。

9.根據權利要求1所述的一種深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置，其特征在于，所述主控制器(7)為Cortex-M4內核的ARM處理器STM32F407，所述主控制器(7)人機交互部分采用工業串口觸摸屏DMT10600C07005W。

10.一種利用權利要求1-9任一項所述的深井圍巖高溫高壓爆破試驗裝置的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將試驗巖樣(8)通過夾持機構(11)固定在高壓釜(1)內部，并在試驗巖樣(8)上安裝聚能爆破筒(2)和傳感器組(3)，密封高壓釜(1)；

S2、啟動液壓泵站(5)和加熱組件(6)，對反應釜(1)內注入油脂并加熱，使反應釜(1)內的壓力和聚能爆破筒(2)周圍的溫度達到試驗設定值并穩定后，通過主控制器(7)啟動聚能爆破筒(2)爆破；

S3、在步驟S2中的聚能爆破筒(2)爆破時，通過傳感器組(3)采集試驗數據并將數據傳遞至數據采集面板(4)，并最終傳遞至主控制器(7)讀取和存儲；

S4、爆破完成后，關閉液壓泵站(5)和加熱組件(6)，降至常溫并排空油脂，打開反應釜(1)觀察試驗巖樣(8)的破壞情況，結合主控制器(7)的數據進行進一步分析。