一种基于双端堵水器的测试装置及测试方法制造方法及图纸

技术编号:21884318 阅读:21 留言:0更新日期:2019-08-17 11:53
本发明专利技术公开了一种基于双端堵水器的测试装置及测试方法,属于双端堵水器测试技术领域,本发明专利技术装置包括过水装置与智能显示及控制装置。本发明专利技术可实时监测封堵、漏失水压的情况,自动维持压力在预定范围内,并记录注水时的漏失水量,通过数据接口传输水压、流量等数据,做到全智能化,减少了人力的投入,提高了监测数据的准确性,本发明专利技术将封堵与注水漏失结构集成于一个箱体中,便于携带,方便放置,亦可起到井下防爆作用;利用智能控制装置有效维持气囊内压力,延长气囊使用寿命;采用封堵管道与注水漏失管道分离的设计,更加稳定的维持管道中的水压,且符合现场工程的应用。

A Testing Device and Testing Method Based on Double-ended Water Plugging Device

【技术实现步骤摘要】
一种基于双端堵水器的测试装置及测试方法
本专利技术属于双端堵水器测试
,具体涉及一种基于双端堵水器的测试装置及测试方法。
技术介绍
在煤矿井下采煤工作面周围选择合适的观测场所,例如可在相邻工作面的顺槽、联络巷、所测工作面的停采线或开切眼以外的巷道中开掘钻窝,向采空区上方打仰斜钻孔。钻孔避开冒落带而斜穿导水裂隙带,达到预计的导水裂隙带顶界以上一定高度。使用双端堵水器沿钻孔进行分段封堵注水,测定钻孔各段的漏失流量,以此了解岩石的破裂松动情况,确定导水裂隙带的上界高度。双端堵水器是进行井下仰孔分段注水观测的主要设备,它包括观测平台、孔内测试系统和测试辅助设备;观测平台由流量测试仪表、压力表、人工调节阀门等组成;孔内测试系统由双端双路堵水器、耐压软管、推进杆组成,测试辅助设备还包括计时器及专用工具一套。双端双路堵水器两端有两个互相连通的胶囊,平时处于静止收缩状态,呈圆柱形,可用钻杆或人力推杆将其推移到钻孔任何深度,胶囊起胀与孔内注水是通过各自独立的两趟管路来完成的。通过细径耐压软管、调压阀门和指示仪表向胶囊压水或充气,可使探管两端的胶囊同时膨胀成椭球形栓塞,在钻孔内形成一定长度(设计为1m)的双端封堵孔段。通过钻杆或人力空心推杆(兼作注水管路)、调压阀门和压力流量仪表向封堵孔段进行定压注水,可以测出单位时间注入孔段并经孔壁裂隙漏失的水量。但此设备都是人工进行操作,操作较为繁琐,势必会浪费人力,且带来较大的误差。部分研究人员因此专利技术了双端堵水器智能数字显示控制装置(CN203321492U),此实方案可实时监控封堵胶囊水压与漏失水压,并智能调节压力。但此种方案没有考虑时间与漏失水量的一一对应关系,欲测量一定时间内漏失的水量依然需要人为的记录,误差大;此方案中封堵、注水漏失共用一条管道,无法符合现场封堵、注水漏失分别连接单独管道的情况;此方案管道接口为普通接口,压力过大时,接口处容易漏水甚至脱落,影响监测结果。现有设备需要人工进行操作、记录,操作较为繁琐,势必会浪费人力,且带来较大的误差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题,本专利技术提出了一种基于双端堵水器的测试装置及测试方法,设计合理,克服了现有技术的不足,具有良好的效果。为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种基于双端堵水器的测试装置,包括过水装置与智能显示及控制装置;过水装置,包括进水管路,进水管路有两条干路,两条干路皆设置有三通开关;第一条干路上设置有注水口,第一条干路通过三通开关连接有两条支路;其中一条支路的末端设置有漏失水压调节出口,当水压过高时,漏失水压调节出口被打开,用于放水泄压;另一条支路为漏失注水管路,用于往封堵孔段注水,其上设置有压力传感器和流量传感器,用于实时监测此处的水压、流量和流速变化;在漏失注水管路靠近末端的位置设置有放水开关,用于监测结束后放水泄压;在漏失注水管路的末端设置有矿用胶管注水接口,用于连接矿用胶管;第二条干路上设置有封堵胶囊进水口,第二条干路通过三通开关连接有两条支路;其中一条支路的末端设置有封堵胶囊水压调节出口,当胶囊中水压过高时,封堵胶囊水压调节出口被打开,用于放水泄压;另一条支路为胶囊封堵管路,用于往胶囊中注水,使胶囊鼓起形成封堵孔段,其上设置有压力传感器,用于实时监测胶囊水压;在胶囊封堵管路靠近末端的位置设置有放水开关,用于监测结束后放水泄压;在胶囊封堵管路的末端设置有矿用胶管封堵接口,用于连接矿用胶管;智能显示及控制装置,包括LED显示单元、数据输出端口、单片机、数据输入端口、电源和计时器;LED显示单元包括漏失水压计、时间显示器、漏失水量计和封堵胶囊压力计,漏失水压计、时间显示器、漏失水量计和封堵胶囊压力计,分别与数据输入端口和电源通过线路相连;单片机为控制中枢,分别与数据输出端口、三通开关、压力传感器、数据输入端口、计时器和流量传感器通过线路相连;电源分别与计时器、压力传感器、流量传感器和三通开关通过线路相连;计时器,用于记录监测时间,当达到预定时间后,计时停止,这一段时间内流量的变化数据从数据输出端口输出。优选地,该装置整体用外壳进行包裹,起到井下防爆作用,且便于携带和放置。此外,本专利技术还提到一种基于双端堵水器的测试方法,该方法采用如上所述的一种基于双端堵水器的测试装置,具体包括如下步骤:步骤1:启动装置;具体包括如下步骤:步骤1.1:打开电源,确保电量充足、管路无漏水现象,调节两条干路上的三通开关,使与漏失水压调节出口、封堵胶囊水压调节出口相连的通道处于闭合状态,而连接漏失注水管路、胶囊封堵管路的通道处于开启状态;步骤1.2:在数据输入端口输入能够使胶囊鼓起足以封堵住钻孔的水压值,数值为0.6MPa,为防止胶囊撑破,设置阈值为1MPa,封堵胶囊压力计能够同步数字显示,同理,输入注水管路工作水压,数值也为0.6MPa,漏失水压计能够同步数字显示;步骤1.3:输入计时器监测时间,为1分钟;步骤1.4:将步骤1.2和步骤1.3中数据信息输入至单片机中;步骤1.5:用外部水源管路分别连接注水口和封堵胶囊进水口;步骤2:胶囊注水,控制胶囊水压,形成封堵孔段;具体包括如下步骤:步骤2.1:打开连接封堵胶囊进水口的水源开关,此时因为三通开关连接胶囊封堵管路的通道是开启的,故形成通路,水流流经压力传感器,压力传感器将水压信息输入至单片机中;步骤2.2:单片机对水压信息进行处理后,使水流从矿用胶管封堵接口流出,水流通过封堵耐高压管路将胶囊逐渐充满鼓起;当压力传感器感应到水压达到0.6MPa,单片机控制三通开关,使与胶囊封堵管路相连的通道关闭;如果压力传感器感应到水压大于1MPa,单片机控制三通开关,使之与封堵胶囊水压调节出口相连的通道打开,放水泄压,直至水压小于1MPa,单片机控制三通开关,使与封堵胶囊水压调解出口、胶囊封堵管路相连的通道关闭,此时,胶囊在钻孔内形成封堵孔段,关闭连接封堵胶囊进水口的水源开关;步骤3:钻杆注水,监测漏失水量;具体包括如下步骤:步骤3.1:打开连接注水口的水源开关,此时因为三通开关连接漏失注水管路的通道是开启的,故形成通路,水流流经压力传感器和流量传感器,压力传感器和流量传感器将管路内的水压、流量信息输入至单片机中;步骤3.2:单片机对水压、流量信息进行处理后,使水流从矿用胶管注水接口流出,水流通过注水耐高压管路流经钻杆,在孔内探头中注入封堵孔段中;当漏失水压计显示水压超过0.6MPa时,单片机控制三通开关,使之与漏失水压调节出口相连的通道开启,放水泄压至0.6MPa,当水压维持稳定后,计时器开始进行测试任务,并记录流量数据,时间显示器与漏失水量计同步数字显示,单片机实时保存这些数据,一分钟后,计时器暂停计时,单片机停止数据保存,第一次测试结束;步骤4:放水泄压,进行下一个测试;具体包括如下步骤:步骤4.1:第一次测试结束后,关闭水源开关,打开胶囊封堵管路的防水开关,使胶囊里的水流出,同时打开漏失注水管路的放水开关,将管路中水放出;步骤4.2:开动钻机,使孔内测试装置前进1m;步骤4.3:重复执行步骤1-3,进行测试并记录,直至完成所有测试;步骤4.4:整个测试过程结束后,使用外部采集器从数据输出端口将所记录的每个流量值导出。本专利技术所带来的有益技术效果:本专利技术可本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于双端堵水器的测试装置,其特征在于:包括过水装置与智能显示及控制装置;过水装置,包括进水管路,进水管路有两条干路,两条干路皆设置有三通开关;第一条干路上设置有注水口,第一条干路通过三通开关连接有两条支路;其中一条支路的末端设置有漏失水压调节出口,当水压过高时,漏失水压调节出口被打开,用于放水泄压;另一条支路为漏失注水管路,用于往封堵孔段注水,其上设置有压力传感器和流量传感器,用于实时监测此处的水压、流量和流速变化;在漏失注水管路靠近末端的位置设置有放水开关,用于监测结束后放水泄压;在漏失注水管路的末端设置有矿用胶管注水接口,用于连接矿用胶管;第二条干路上设置有封堵胶囊进水口,第二条干路通过三通开关连接有两条支路;其中一条支路的末端设置有封堵胶囊水压调节出口,当胶囊中水压过高时,封堵胶囊水压调节出口被打开,用于放水泄压;另一条支路为胶囊封堵管路,用于往胶囊中注水,使胶囊鼓起形成封堵孔段,其上设置有压力传感器,用于实时监测胶囊水压;在胶囊封堵管路靠近末端的位置设置有放水开关,用于监测结束后放水泄压;在胶囊封堵管路的末端设置有矿用胶管封堵接口,用于连接矿用胶管;智能显示及控制装置,包括LED显示单元、数据输出端口、单片机、数据输入端口、电源和计时器;LED显示单元包括漏失水压计、时间显示器、漏失水量计和封堵胶囊压力计,漏失水压计、时间显示器、漏失水量计和封堵胶囊压力计,分别与数据输入端口和电源通过线路相连;单片机为控制中枢,分别与数据输出端口、三通开关、压力传感器、数据输入端口、计时器和流量传感器通过线路相连;电源分别与计时器、压力传感器、流量传感器和三通开关通过线路相连;计时器,用于记录监测时间,当达到预定时间后,计时停止,这一段时间内流量的变化数据从数据输出端口输出。...

【技术特征摘要】
1.一种基于双端堵水器的测试装置,其特征在于:包括过水装置与智能显示及控制装置;过水装置,包括进水管路,进水管路有两条干路,两条干路皆设置有三通开关;第一条干路上设置有注水口,第一条干路通过三通开关连接有两条支路;其中一条支路的末端设置有漏失水压调节出口,当水压过高时,漏失水压调节出口被打开,用于放水泄压;另一条支路为漏失注水管路,用于往封堵孔段注水,其上设置有压力传感器和流量传感器,用于实时监测此处的水压、流量和流速变化;在漏失注水管路靠近末端的位置设置有放水开关,用于监测结束后放水泄压;在漏失注水管路的末端设置有矿用胶管注水接口,用于连接矿用胶管;第二条干路上设置有封堵胶囊进水口,第二条干路通过三通开关连接有两条支路;其中一条支路的末端设置有封堵胶囊水压调节出口,当胶囊中水压过高时,封堵胶囊水压调节出口被打开,用于放水泄压;另一条支路为胶囊封堵管路,用于往胶囊中注水,使胶囊鼓起形成封堵孔段,其上设置有压力传感器,用于实时监测胶囊水压;在胶囊封堵管路靠近末端的位置设置有放水开关,用于监测结束后放水泄压;在胶囊封堵管路的末端设置有矿用胶管封堵接口,用于连接矿用胶管;智能显示及控制装置,包括LED显示单元、数据输出端口、单片机、数据输入端口、电源和计时器;LED显示单元包括漏失水压计、时间显示器、漏失水量计和封堵胶囊压力计,漏失水压计、时间显示器、漏失水量计和封堵胶囊压力计,分别与数据输入端口和电源通过线路相连;单片机为控制中枢,分别与数据输出端口、三通开关、压力传感器、数据输入端口、计时器和流量传感器通过线路相连;电源分别与计时器、压力传感器、流量传感器和三通开关通过线路相连;计时器,用于记录监测时间,当达到预定时间后,计时停止,这一段时间内流量的变化数据从数据输出端口输出。2.根据权利要求1所述的基于双端堵水器的测试装置,其特征在于:该装置整体用外壳进行包裹,起到井下防爆作用,且便于携带和放置。3.一种基于双端堵水器的测试方法,其特征在于:采用如权利要求1所述的一种基于双端堵水器的测试装置,具体包括如下步骤:步骤1:启动装置;具体包括如下步骤:步骤1.1:打开电源,确保电量充足、管路无漏水现象,调节两条干路上的三通开关,使与漏失水压调节出口、封堵胶囊水压调节出口相连的通道处于闭合状态,而连接漏失注水管路、胶囊封堵管路的通道处于开启状态;步骤1.2:在数据输入端口输入能够使胶囊鼓起足以封堵住钻孔的水压值,数值为0.6MPa,为防止...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵同彬蓝盛刘学生于凤海
申请(专利权)人:山东科技大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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