[發(fā)明專利]一種地下油庫水幕系統(tǒng)注水滲流試驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110462357.1
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113176104B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石磊;張建偉;張彬;邊漢亮
• 申請（專利權(quán)）人: 河南大學(xué)
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 無錫蘇元專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32471
• 代理人: 王清偉

本發(fā)明公開了一種地下油庫水幕系統(tǒng)注水滲流試驗(yàn)裝置，包括供水箱，隔膜泵、壓力計(jì)、流量計(jì)和裝配注水系統(tǒng)；裝配注水系統(tǒng)包括實(shí)驗(yàn)水箱，在實(shí)驗(yàn)水箱內(nèi)設(shè)置有I類構(gòu)件和II類構(gòu)件，用于模擬不同的裂隙條件，I類構(gòu)件和II類構(gòu)件通過拼接，模擬不同裂隙情況，I類構(gòu)件用于控制裂隙與水平面的夾角，II類構(gòu)件用于控制不同的裂隙的寬度，根據(jù)需要模擬的裂隙的個(gè)數(shù)確定I類構(gòu)和II類構(gòu)件的個(gè)數(shù)。本發(fā)明的裝置可以模擬地下油庫水幕系統(tǒng)注水過程的動(dòng)態(tài)滲流規(guī)律，為水幕系統(tǒng)優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)，也可用于其他巖土工程裂隙注水問題的探究，裝配注水系統(tǒng)采用透明材料，可實(shí)時(shí)監(jiān)測鉆孔注水過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下油庫水幕系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域，具體為一種地下油庫水幕系統(tǒng)注水滲流試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

地下水封洞庫與其他儲油方式相比具有占地少、安全性高和經(jīng)濟(jì)環(huán)保等突出優(yōu)點(diǎn)，已成為世界各國石油儲備的首選方式。水幕鉆孔是水幕系統(tǒng)發(fā)揮作用的關(guān)鍵載體，水幕系統(tǒng)作為地下水封洞庫的重要組成部分，對其評價(jià)及優(yōu)化一直是設(shè)計(jì)、研究人員的關(guān)注重點(diǎn)。裂隙特征和水力條件必定會影響水幕鉆孔注水滲流規(guī)律，只有正確把握了水幕鉆孔注水滲流規(guī)律，才可能因地制宜科學(xué)合理的開展水幕系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。但目前對于水幕系統(tǒng)注水滲流規(guī)律的研究較少，缺少方便好用的測試儀器。

發(fā)明內(nèi)容

為了能夠?qū)崿F(xiàn)模擬不同條件地下油庫水幕系統(tǒng)注水滲流過程，實(shí)現(xiàn)對全過程的可視化監(jiān)測，以探究水幕系統(tǒng)注水過程滲流動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，本發(fā)明提供一種地下油庫水幕系統(tǒng)注水滲流試驗(yàn)裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明的試驗(yàn)系統(tǒng)包括：供水箱，隔膜泵、壓力計(jì)、流量計(jì)、裝配注水系統(tǒng)。

供水箱用于提供水源；隔膜泵用于提供不同的注水壓力，注水壓力通常小于0.2MPa；壓力計(jì)用于監(jiān)測注入的壓力；

流量計(jì)用于監(jiān)測注入流量的變化；裝配注水系統(tǒng)用于模擬不同的裂隙條件；高速攝像機(jī)及電腦用于實(shí)驗(yàn)過程中對注水過程的實(shí)時(shí)記錄。

裝配注水系統(tǒng)利用透明材料制作，可采用3D打印技術(shù)制作；裝配注水系統(tǒng)包括:I類構(gòu)件、II類構(gòu)件和實(shí)驗(yàn)水箱及固定螺絲；I類構(gòu)件和II類構(gòu)件通過拼接，用以模擬不同裂隙情況(不同產(chǎn)狀裂隙，不同寬度的裂隙)，I類構(gòu)件用于控制不同的裂隙產(chǎn)狀，主要用于控制裂隙與水平面的夾角。II類構(gòu)件用于控制不同的裂隙的寬度。

I類構(gòu)件由箱體和一個(gè)或兩個(gè)箱板組成；箱體與箱板中央貫設(shè)有注水孔，箱板與水平面之間的夾角可在45°～90°之間調(diào)節(jié),箱體除注水孔外其余部分均為實(shí)心；箱板和和箱體可通過3D打印一體成型。I類構(gòu)件的厚度與長度的比值≥1，從而確保I類構(gòu)件具有足夠的厚度，防止在注水后I類構(gòu)件在水流下變形，從而影響到裂隙的角度和寬度，從而確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

II類構(gòu)的中心也設(shè)置有注水孔，II類構(gòu)件與I類構(gòu)件通過凹凸配合進(jìn)行組裝；I類構(gòu)件的箱板上設(shè)置有突出箱板表面的凸臺，凸臺上設(shè)置有與實(shí)驗(yàn)水箱進(jìn)行拼接的結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，II類構(gòu)件的注水孔周圍設(shè)置有凸起，I類構(gòu)件箱板的注水孔周圍設(shè)置有與凸起相配合的凹槽。優(yōu)選的，凸起和凹槽的個(gè)數(shù)分別為四個(gè)。I類構(gòu)件上設(shè)置有多干個(gè)螺絲固定孔。

裝配時(shí)，兩端的I類構(gòu)件與實(shí)驗(yàn)水箱通過箱板上的拼接扣進(jìn)行拼接；兩端的I類構(gòu)件由箱體和一個(gè)箱板組成，中間的I類構(gòu)件由箱體和兩個(gè)箱板組成，兩個(gè)箱板分別與一個(gè)II類構(gòu)件組裝；將兩個(gè)II類構(gòu)件相鄰放置，兩個(gè)II類構(gòu)件之外的I類構(gòu)件的箱板通過固定螺絲固定。兩個(gè)相鄰的II類構(gòu)件之間的間隙即為模擬的裂隙，由于凸臺的高度是恒定不變的，當(dāng)II類構(gòu)件的厚度變化時(shí)，便可以使得相鄰的兩個(gè)II類構(gòu)件之間的間隙變化，從而實(shí)現(xiàn)裂隙寬度的調(diào)節(jié)。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中可以根據(jù)需要制作多個(gè)裂隙模擬系統(tǒng)，用以模擬多個(gè)裂隙組合的情況。實(shí)驗(yàn)水箱的長度與裂隙模擬系統(tǒng)的總厚度一致，優(yōu)選的，可將實(shí)驗(yàn)水箱設(shè)置為邊長可調(diào)節(jié)的可伸縮水箱。