[發明專利]測量溫度土埋地管道相互作用的組合實驗裝置及制備方法

在審

• 申請號: 202010796127.4
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111896575A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 滕振超;劉宇;趙譽翔;張品金;劉凱琪;滕云超
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01B7/16;G01N1/28
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

1.一種測量溫度土埋地管道相互作用的組合實驗裝置，其特征在于：包括溫控箱（1）、加熱泵送裝置（2）和裝土對照實驗箱體（3），溫控箱（1）外設有加熱泵送裝置（2），溫控箱（1）內設有溫控儀（9）和若干個裝土對照實驗箱體（3），裝土對照實驗箱體（3）均內埋設埋地管道（14），埋地管道（14）橫向穿過裝土對照實驗箱體（3），埋地管道（14）兩端均通過管道（4）與加熱泵送裝置（2）連接并形成循環結構，埋地管道（14）上貼有應變片，應變片通過導線與靜態電阻應變儀連接；所述的裝土對照實驗箱體（3）內鋪設土層，土層內安裝溫度傳感器，溫度傳感器通過導線與靜態電阻應變儀連接。

2.根據權利要求1所述的測量溫度土埋地管道相互作用的組合實驗裝置，其特征在于：所述的溫控箱（1）是由兩塊橫向鋼板一（5）、兩塊側向鋼板一（6）、一塊底面鋼板一（7）和一塊頂面鋼板（8）圍成的閉合式箱體結構，兩塊橫向鋼板一（5）、兩塊側向鋼板一（6）、一塊底面鋼板一（7）和一塊頂面鋼板（8）內壁上均粘有內襯式苯板(10）。

3.根據權利要求1所述的測量溫度土埋地管道相互作用的組合實驗裝置，其特征在于：所述的裝土對照實驗箱體（3）是由兩塊塊橫向鋼板二（11）、兩塊側向鋼板二（12）和一塊底面鋼板二（13）圍成的開口式箱體結構。

4.根據權利要求1所述的測量溫度土埋地管道相互作用的組合實驗裝置，其特征在于：所述的裝土對照實驗箱體（3）兩側壁均焊接有照準桿（17）；所述的埋地管道（14）頂部均焊接有標志桿（15），標志桿（15）外套有塑料套筒（16），標志桿（16）和照準桿（17）為鋼筋柱。

5.根據權利要求1所述的測量溫度土埋地管道相互作用的組合實驗裝置，其特征在于：所述的埋地管道（14）的管道壁上均貼有四個應變片，四個應變片均等分布在管道的圓周面上。

6.根據權利要求1所述的測量溫度土埋地管道相互作用的組合實驗裝置，其特征在于：所述的溫度傳感器個數為若干個，由上至下、由左至右以及右前至后均有布置，由上至下布置時溫度傳感器與溫度傳感器之間的間距逐級增大。

7.一種根據權利要求1所述的測量溫度土埋地管道相互作用的組合實驗裝置的制備方法，其特征在于：制作方法步驟如下：

土樣的裝配，實驗前根據實驗要求，將實驗土樣進行處理，配置含水率，將實驗土樣分三層加二層填于各個裝土對照實驗箱體（3）中，每層厚度控制在10cm，填土時，每層土樣應夯實填密，使其達到天然土的密度直至填至三層完畢達到管道底面；

將應變片貼于裝土對照實驗箱體（3）箱內待測埋地管道（14），為確定埋地管道（14）的主應力方向，故采用三軸應變花的形式，一共分為2組，一組4個檢測點，測量埋地管道（14）軸向環向應變，進而計算管道主應力大小及方向,將連接管道（4）進行組裝焊接，并檢查密閉性；

土樣繼續裝配，每10cm為一層，裝配兩層直至裝滿裝土對照實驗箱體（3），裝配過程中將導線留出；

土體的溫度傳感器安裝，在實驗土樣裝配的同時埋設溫度傳感器，埋設溫度傳感器時，埋置深度按照根據溫度場分布規律進行埋置，埋置間距從上到下逐漸增大，間距按照公式(mm)選取，在實驗土裝配過程中，時刻做好溫度傳感器的保護工作，至此探針制作完畢；

土體溫度傳感器布置，采用插管進行布置溫度傳感器，將連接好的留出導線和溫度傳感器線連接到靜態電阻應變儀上；

調試設備，靜態電阻應變儀和溫度傳感器測溫度及熱流。

8.調試完設備后，進行試驗，根據實驗的不同要求進行凍融循環實驗，確定凍融循環的具體周期時間長短，按照周期進行循環條件設置。