[發明專利]一種通過色素粉末增強水壓致裂法印模效果的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110099717.6
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112832730B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 韓曉玉;劉元坤;董志宏;艾凱;周春華;李強;張新輝;付敬;王復興;付平;周朝;尹健民;范雷;余美萬
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種通過色素粉末增強水壓致裂法印模效果的裝置，其特征在于：包括水泵、置于鉆孔中且與水泵連通的壓力管、設于壓力管上的切換閥、與切換閥連通的軟管及上下間隔設于鉆孔中的上封隔器、下封隔器，上封隔器、下封隔器之間形成的封隔孔段中安裝色素粉末投放裝置，色素粉末投放裝置中設有色素粉末塊、與色素粉末塊連通的水流通道、連通壓力管的壓力通道、以及可將壓力通道阻斷或導通的滑塊，所述滑塊在上封隔器和下封隔器未膨脹時將壓力通道阻斷，在軟管泵入水流使上封隔器和下封隔器膨脹時推動滑塊進而將壓力通道導通，壓力管中的水流通過壓力通道、水流通道沖刷色素粉末塊，進而實現色素粉末投放以將封隔孔段染色；所述色素粉末投放裝置還包括主體腔及與主體腔蓋合的蓋板，所述主體腔中設有內裝色素粉末塊的色素粉末籠，色素粉末籠頂部開設有與封隔孔段連通的水流孔，色素粉末籠的底部設置色素粉末槽，色素粉末槽通過水流通道與所述壓力通道連通。

2.如權利要求1所述的通過色素粉末增強水壓致裂法印模效果的裝置，其特征在于：還包括地面試驗設備，所述地面試驗設備包括計算機、數據采集儀、流量傳感器、壓力傳感器及壓力表，水泵與壓力管連通的管道上設有流量傳感器及壓力傳感器，流量傳感器和壓力傳感器均與數據采集儀連接，數據采集儀與計算機連接，壓力傳感器還與壓力表連接。

3.如權利要求2所述的通過色素粉末增強水壓致裂法印模效果的裝置，其特征在于：所述主體腔的上端面設有上壓裂段鋼管接口和上軟管接口，所述主體腔的下端面設有下壓裂段鋼管接口和下軟管接口，軟管與上封隔器連通，上封隔器與上軟管接口之間通過上軟管連接，下封隔器與下軟管接口之間通過下軟管連接；壓力管從上封隔器下端伸出的部分作為上壓裂段鋼管與上壓裂段鋼管接口連接，下壓裂段鋼管從下封隔器穿出后與下壓裂段鋼管接口連接。

4.如權利要求3所述的通過色素粉末增強水壓致裂法印模效果的裝置，其特征在于：上壓裂段鋼管接口與下壓裂段鋼管接口之間通過壓力通道連通，所述壓力通道以及上軟管接口與下軟管接口之間的管道被橫向設置的滑道貫通，滑道中設有可將壓力通道阻斷或導通的滑塊。

5.如權利要求4所述的通過色素粉末增強水壓致裂法印模效果的裝置，其特征在于：所述滑塊設計為兩端粗中間細的杠鈴式結構，所述滑塊的兩端分別通過滑塊彈簧固定于兩側的側壁，上封隔器、下封隔器未膨脹時，滑塊兩端的滑塊彈簧的反力使得杠鈴狀滑塊的端部阻斷上、下壓裂段鋼管之間的壓力通道，當試驗開始增加封隔器水路壓力時，封隔器水路壓力作用于滑塊的一端，推擠滑塊滑向另一側，壓力通道經由杠鈴狀滑塊的中間段聯通水流通道、色素粉末槽，允許壓裂段水流出壓力通道并沖刷色素粉末籠中的色素粉末塊。

6.如權利要求1所述的通過色素粉末增強水壓致裂法印模效果的裝置，其特征在于：上封隔器、下封隔器采用可膨脹的橡膠封隔器。

7.如權利要求5所述的通過色素粉末增強水壓致裂法印模效果的裝置，其特征在于：所述色素粉末塊中的色素粉末是包含染料和粉末顆粒的混合物質，色素粉末組成的選擇依據為：水溶液條件下孔壁濕磨擦染色牢度好，粉末顆粒自身顏色和染料的色稱顏色構成對比色，粉末顆粒對孔壁有粘性或者含有粘結性成分，色素粉末成品為適合色素粉末籠尺寸且致密的塊狀，粉末顆粒不溶于水，與水混合形成懸濁液。