[發明專利]一種模擬注漿壓力環境的實驗裝置和方法

在審

• 申請號: 202210597934.2
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN115015480A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王朋飛;張明璇;陳可夯;董志林;秦志國;張占陽;鄭韓;孫中光;劉潤;張磊;李紹良;曲越
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種模擬注漿壓力環境的實驗裝置，其特征在于：包括試件密封成型裝置，進漿裝置和封堵裝置三部分；所述試件密封成型裝置通過其側接口與進漿裝置相接，試件密封成型裝置通過其頂接口與封堵裝置相接；在連接處設有環形密封圈；

所述試件密封成型裝置由鋼鐵件通過螺栓組合而成，所述鋼鐵件包括四個側方鋼鐵件與四個完全相同的隔離鋼鐵件；隔離鋼鐵件位于側方鋼鐵件內部且垂直于側方鋼鐵件；所述側方鋼鐵件包括上側鋼鐵件、下側鋼鐵件、左側鋼鐵件和右側鋼鐵件四部分；所述上側鋼鐵件有三個間隔相同的正方形定位突起和三個頂接口，所述頂接口設外螺紋，所述頂接口與正方形定位突起分別位于所述上側鋼鐵件的兩側，并且有螺栓孔于正方形定位突起的中心處貫穿，此外所述上側鋼鐵件兩端還有兩個螺栓孔；所述左側鋼鐵件內側設有四個U型側槽，側槽用于和隔離鋼鐵件配合；在左側鋼鐵件的上、下方與側槽同側設有L型端槽，端槽與上側鋼鐵件、下側鋼鐵件相配合；左側鋼鐵件兩端設有兩個螺栓孔；所述下側鋼鐵件為一個倒U型結構，下側鋼鐵件的上部有三個間隔相同的正方形定位突起，所述下側鋼鐵件兩端設有兩個螺栓孔；所述右側鋼鐵件有四個用于和隔離鋼鐵件配合的側槽，在右側鋼鐵件的上、下方與側槽同側設有端槽，端槽與上側鋼鐵件、下側鋼鐵件相配合；右側鋼鐵件兩端設有兩個螺栓孔；

在右側鋼鐵件的外側設有三個側接口，每個側接口連接一個由側方鋼鐵件與隔離鋼鐵件構成的注漿空間；所述側接口設外螺紋；

所述進漿裝置包括連接管和進漿閥兩部分；

所述封堵裝置為封口蓋，封口蓋設有與頂接口匹配的內螺紋。

2.根據權利要求1所述的模擬注漿壓力環境的實驗裝置，其特征在于：在四個側方鋼鐵件的連接處設有橡膠密封墊，橡膠密封墊包括側橡膠密封墊和端橡膠密封墊；側槽與隔離鋼鐵件配合處設有側橡膠密封墊；端槽與上側鋼鐵件、下側鋼鐵件配合處設有端橡膠密封墊；所述側橡膠密封墊為與側槽平面尺寸完全匹配的條狀橡膠墊，所述端橡膠密封墊為與端槽和正方向定位突起平面尺寸完全匹配的中間有掏孔的橡膠墊。

3.根據權利要求1所述的模擬注漿壓力環境的實驗裝置，其特征在于：所述進漿裝置的連接管為鋼管，連接管兩端分別設有外螺紋，一端通過外螺紋與進漿閥連接，另一端通過外螺紋與恒壓泵連接；所述進漿閥為單向閥，并且進漿閥的兩端有內螺紋，進液一側的內螺紋與連接管的外螺紋匹配，出液一側的內螺紋與側接口的外螺紋匹配；所述進漿裝置與恒壓泵相連以提供注漿壓力，恒壓泵的壓力表側出口與連接管相連，恒壓泵的入口應通過管與盛放漿液的容器相連。

4.根據權利要求1所述的模擬注漿壓力環境的實驗裝置，其特征在于：所述鋼鐵件的厚度應為10-20mm。

5.根據權利要求1所述的模擬注漿壓力環境的實驗裝置，其特征在于：所述進漿閥為不銹鋼閥門。

6.根據權利要求1所述的模擬注漿壓力環境的實驗裝置，其特征在于：所述進漿裝置的連接管內部、以及試件密封成型裝置內與漿液直接接觸的面上都應浸潤或涂抹脫模劑。

7.一種模擬注漿壓力環境的實驗方法，采用權利要求1~6任一項所述的模擬注漿壓力環境的實驗裝置，其特征在于包括下述步驟：

第一步，連接管浸潤脫模劑，將連接管、進漿閥連接，組成進漿裝置，并加裝環形密封圈將其與右側鋼鐵件的側接口連接；

第二步，按左側鋼鐵件、側橡膠密封墊、隔離鋼鐵件、側橡膠密封墊、右側鋼鐵件組合，使用螺栓夾住但不鎖緊；

第三步，通過端橡膠密封墊以及下側鋼鐵件的正方形定位突起相插接，并將下側鋼鐵件上的螺栓安裝好；內側壁涂抹脫模劑；同時接口內側也需要涂抹；

第四步，將上側鋼鐵件涂抹脫模劑后，將其通過端橡膠密封墊插接于第三步組裝好的結構上，擰上螺母但不擰緊；

第五步，將第四步組裝好的整個裝置的所有螺母擰緊，實現密封，密封完成后，將在裝置內部形成三個由側方鋼鐵件與隔離鋼鐵件構成的注漿空間；

第六步，將恒壓泵與連接管相連，開始工作，恒壓泵從漿液的盛放容器吸漿，將帶壓漿液由恒壓泵的出口推入進漿裝置，由進漿裝置注漿，當注入至上側鋼鐵件的接口穩定出漿液時，加裝環形密封圈，安裝封堵裝置，停止注漿，卸下連接管，并清洗連接管，靜置一段時間后，選擇繼續往形成的另外兩個注漿或者拆卸裝置取件。