【技术实现步骤摘要】
一种裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置与测量方法
本专利技术涉及一种测量装置,具体是一种裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置与测量方法,属于矿山地热与热害防治领域。
技术介绍
随着我国东部及部分中部地区进入深地开采,高地温矿井越来越普遍,针对深循环上升地下水引起的高热异常矿井,其地热资源进行主动利用或被动防治成为绿色矿山新方向。该课题需要解决的关键科学问题包括岩体裂隙网络中水-热迁移特性研究,其中进行单裂隙岩样渗流过程中的传热试验研究是基础工作。研究时可将岩样装入夹持部件中,对相关参数进行测量,继而通过计算和规律总结得到岩体裂隙网络中水-热迁移特性。在实际工作中发现,水流进入夹持部件后会明显受到传热的影响,导致夹持部件入口水温与进入岩样的裂隙入口水温会有很大的不同,在这种情况下如果简单的以夹持部件入口水温来代表裂隙入口水温会有很大的误差。另外,在当前对于单裂隙岩石试样渗流过程中的传热问题的研究中,基本都视岩样内部温度为黑箱,即对裂隙沿程水温和裂隙沿程内表面岩温是不做研究的,且裂隙的隙宽b的测量也存在较大的误差。综上,由于试验变量的不统一、对岩石内部温度情况不了解等都将导致单裂隙渗流过程中的传热问题研究不充分,无法为生产实际提供足够的参考价值。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题,本专利技术的目的是提供一种能够准确测量裂隙入口水温,且能够对岩样内部温度和裂隙变化情况准确了解的裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置与测量方法。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置,包括夹持器,所述夹持器包括套筒,所述套筒 ...
【技术保护点】
1.一种裂隙试样渗流‑传热过程中的数据测量装置,包括夹持器,其特征在于,所述夹持器包括套筒(9),所述套筒(9)中与其同轴设有胶套(10),套筒(9)内壁与胶套(10)外壁之间设有围压腔,且套筒(9)外设有围压加载装置;一入口假岩芯(12)和一入口堵头(11)依次从夹持器的入口侧塞入胶套(10)中,且夹持器的入口侧设有入口端盖(15),一出口假岩芯(34)和一出口堵头(35)依次从夹持器的出口侧塞入胶套(10)中,所述入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)沿各自中轴线分别设有水流通道(40),且入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)彼此相对的侧面上各自从中心沿径向发散设有多个渗流槽(37);所述入口堵头(11)中与其中轴线平行设有两条水流通孔,一条水流通孔通过管线Ⅰ(33)连通至外部注水装置,管线Ⅰ(33)上设有阀门Ⅰ(33‑1)和温度传感器(18),另一条水流通孔通过管线Ⅱ(32)连通至外部,管线Ⅱ(32)上设有阀门Ⅱ(32‑1);所述入口假岩芯(12)、出口假岩芯(34)、胶套(10)围成的空腔中设有单裂隙试样(13),单裂隙试样(13)中沿其长度方向间隔分布设有多个测试孔组,所述 ...
【技术特征摘要】
1.一种裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置,包括夹持器,其特征在于,所述夹持器包括套筒(9),所述套筒(9)中与其同轴设有胶套(10),套筒(9)内壁与胶套(10)外壁之间设有围压腔,且套筒(9)外设有围压加载装置;一入口假岩芯(12)和一入口堵头(11)依次从夹持器的入口侧塞入胶套(10)中,且夹持器的入口侧设有入口端盖(15),一出口假岩芯(34)和一出口堵头(35)依次从夹持器的出口侧塞入胶套(10)中,所述入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)沿各自中轴线分别设有水流通道(40),且入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)彼此相对的侧面上各自从中心沿径向发散设有多个渗流槽(37);所述入口堵头(11)中与其中轴线平行设有两条水流通孔,一条水流通孔通过管线Ⅰ(33)连通至外部注水装置,管线Ⅰ(33)上设有阀门Ⅰ(33-1)和温度传感器(18),另一条水流通孔通过管线Ⅱ(32)连通至外部,管线Ⅱ(32)上设有阀门Ⅱ(32-1);所述入口假岩芯(12)、出口假岩芯(34)、胶套(10)围成的空腔中设有单裂隙试样(13),单裂隙试样(13)中沿其长度方向间隔分布设有多个测试孔组,所述测试孔组包括一从单裂隙试样(13)外壁沿其径向通至裂隙面(13-3)的通孔(13-1)和一从单裂隙试样(13)外壁向内开设的沉孔(13-2),所述沉孔(13-2)的底部靠近裂隙面(13-3);所述入口假岩芯(12)和出口假岩芯(34)中各自以水流通道(40)为起点沿径向延伸设有检测通道(50),所述各检测通道(50)、通孔(13-1)和沉孔(13-2)中皆设有测温线(21),所述测温线(21)皆通过出口堵头(35)中设置的布线槽(17)共同引出夹持器,所述出口堵头(35)中心沿其轴向设有水流引出孔(35-1),水流引出孔(35-1)露出出口堵头(35)的一端通过出水管连接至一出水流量计(60),所述出水管上设有三通阀(31)和背压阀(19);所述套筒(9)外部设有隙宽测量装置(14),所述隙宽测量装置(14)的探头(14-1)垂直于裂隙面(13-3)穿过套筒(9)和胶套(10)并顶住单裂隙试样(13)的外壁;所述温度传感器(18)、测温线(21)引出夹持器的端部、隙宽测量装置(14)、出水流量计(60)共同连接至一数据采集器(70)上。2.根据权利要求1所述的裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置,其特征在于,所述围压加载装置包括环压泵(23)和加热套(25),所述加热套(25)套在套筒(9)上,套筒(9)上设有进油孔(9-1)和出油孔(9-2),进油孔(9-1)和出油孔(9-2)皆从围压腔通至套筒(9)外部;所述环压泵(23)的出口连接一加压管路,所述加压管路穿过加热套(25)并连接至进油孔(9-1)上,出油孔(9-2)上连接一卸压管路,卸压管路穿过加热套(25)并通至大气中,所述加压管路上设有开关(26),卸压管路上设有排气阀(28)。3.根据权利要求2所述的裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置,其特征在于,还包括一循环泵(24),循环泵(24)的一端通过循环阀Ⅰ(27)连接至加压管路上,所述卸压管路在出油孔(9-2)和排气阀(28)之间设有循环阀Ⅱ(29),循环泵(24)的另一端连接至排气阀(28)与循环阀Ⅱ(29)之间的卸压管路段。4.根据权利要求1所述的裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置,其特征在于,所述出口假岩芯(34)朝向出口堵头(35)的侧面环绕水流通道(40)设有一O型圈(38),O型圈(38)设在出口假岩芯(34)与出口堵头(35)之间。5.根据权利要求1所述的裂隙试样渗流-传热过程中的数据测量装置...
【专利技术属性】
技术研发人员:万志军,王骏辉,张源,丁根荣,程敬义,陈建,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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