[發明專利]一種切縫二氧化碳致裂器內部壓力測試系統及方法

在審

• 申請號: 202111520382.7
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114323411A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 楊仁樹;倪昊
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01L15/00
• 分類號: G01L15/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提出一種切縫二氧化碳致裂器內部壓力測試系統及方法，所述測試系統包括電壓力表、信號采集裝置以及數據處理裝置，信號采集裝置用于采集電壓力表傳輸的壓力電信號，并將壓力電信號輸送至數據處理裝置；數據處理裝置用于接收壓力電信號，并繪制出壓力變化的時程曲線；電壓力表能夠設置于致裂器主管上，用于監測致裂器主管內部的壓力，并傳輸至信號采集裝置；本發明提出的方案，能夠有效測試致裂器內部壓力，可以測定致裂器從啟動到完成爆破的過程整個時長，根據此試驗數據不斷優化致裂器額定充裝壓力、發熱棒質量以及主管切槽的深度之間的匹配關系，發揮致裂器的最佳性能、改善其爆破效果和提升能量利用率。

技術領域

本發明屬于切縫二氧化碳致裂器內部壓力測試技術領域，具體涉及一種切縫二氧化碳致裂器內部壓力測試系統及方法。

背景技術

二氧化碳致裂器作為一種新型爆破器材已在我國被廣泛應用，其工作原理是在二氧化碳致裂器的儲液內部充裝液態二氧化碳，啟動加熱裝置產生熱量，使儲液內部液態二氧化碳瞬間氣化，體積膨脹約600倍，壓力急劇升高，當內部壓力達到定壓剪切片極限強度時，高壓氣體沖破定壓剪切片，利用瞬間產生的強大推力，沿自然裂隙或爆生裂隙沖破物料，從而達到致裂(爆破)的目的。

切縫二氧化碳致裂器作為定向爆破的器材，其能夠利用高能高壓的二氧化碳氣體沿致裂器管體切槽方向集中釋放形成線性切割射流，獲得精確控制的爆破斷裂面，減少圍巖被保護方向的爆生裂紋數量，從而達到定向爆破的目標；該二氧化碳致裂器爆破煤巖體的主要能量是來源于內部液態二氧化碳氣化壓力升高，沖破定壓剪切片的高壓氣體以及伴隨產生的沖擊波，因此致裂器內壓力峰值的大小是破碎巖體的主要因素，也是研究其作用機理的關鍵因素。

目前，對于切縫二氧化碳致裂器內部部壓力的測試的介紹文獻很少，沒有有效的方法測量致裂器的內部壓力，自然無法獲曉致裂器內部壓力的變化規律，也就不能從能量發生的角度來探索致裂器的作用機理，無法進一步深入的研究二氧化碳致裂器。

基于上述切縫二氧化碳致裂器中存在的技術問題，尚未有相關的解決方案；因此迫切需要尋求有效方案以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術中存在的不足之處，提出一種切縫二氧化碳致裂器內部壓力測試系統及方法，旨在解決現有切縫二氧化碳致裂器內部壓力測試的問題。

本發明提供一種切縫二氧化碳致裂器內部壓力測試系統，所述測試系統包括電壓力表、信號采集裝置以及數據處理裝置；

信號采集裝置用于采集電壓力表傳輸的壓力電信號，并將壓力電信號輸送至數據處理裝置；

數據處理裝置用于接收壓力電信號，并繪制出壓力變化的時程曲線；

電壓力表能夠設置于致裂器主管上，用于監測致裂器主管內部的壓力，并傳輸至信號采集裝置。

致裂器主管內的一端沿其軸向設有發熱棒，并且在致裂器主管對稱的兩側面上設有切縫。

進一步地，電壓力表包括第一電壓力表、第二電壓力表以及第三電壓力表；

第一電壓力表設置于致裂器主管上，位于發熱棒一端；第一電壓力表用于監測致裂器主管內位于發熱棒一端的壓力；

第二電壓力表設置于致裂器主管的中間位置，第二電壓力表用于監測致裂器主管內中間的壓力；

第二電壓力表設置于致裂器主管的尾部，第三電壓力表用于監測致裂器主管內尾部的壓力。

進一步地，致裂器主管上位于發熱棒的一端設有第一鉆孔，致裂器主管的中間位置設有第二鉆孔，致裂器主管的尾部設有第三鉆孔；第一電壓力表設置于第一鉆孔上，第二電壓力表設置于第二鉆孔上，第三電壓力表設置于第三鉆孔上；第一鉆孔、第二鉆孔以及第三鉆孔沿致裂器主管的軸線處于同一個平面上。