本实用新型专利技术公开了一种模拟不同工程地质条件水幕水封效果的实验装置，包括地质层模型、供水装置以及数据采集装置，地质层模型包括水槽，水槽内底部设置有洞室和地下水模拟装置，水槽中填充模拟地质层材料，地质层材料与模拟对象的材料满足相似条件，地下水模拟装置包括水幕管道，水幕管道设置在洞室的周围；水幕管道上开设有透水孔，水幕管道入水口连通供水装置，供水装置与水幕管道入口之间设置阀门洞室的底部设置有防水层和排水结构，所述排水结构的出口设置流量计，分布式光纤传感器、应力应变传感器以及流量计均连接数据采集中心，本实用新型专利技术具有很好的操作性和可重复性，进行模拟试验能为分析不同地质条件下水幕水封效果提供更近真实数据。
【技术实现步骤摘要】
模拟不同工程地质条件水幕水封效果的实验装置
本技术属于地下洞室储油
，具体涉及模拟不同工程地质条件水幕水封效果的实验装置。
技术介绍
石油作为国家重要的战略资源，掌握着国家经济的命脉，石油储量对于一个国家的安全、政策的制定有着重要的影响。地下水封油库技术由于其容量大、安全性高、隐蔽性好等多优点受到各国的青睐。在地下洞库储油过程中，为了保证油品的不泄露，保证其安全运营，对其水封性提出了较高要求。在我国目前正在施工或已经运行的储油洞室工程中，地下水封油库水封性的研究大多基于数值模拟软件，能否设计出一套用于评判水幕水封效果的实验装置、优化传统水幕布置成为亟待解决的一个热点问题。现在一些研究机构或生产单位可能进行过相关的现场试验，但还没有任何的机构或个人提出一种用于评判并优化不同工程地质条件下水幕水封效果的实验装置，本技术的提出对地下水封油库水幕优化设计具有重要的理论和实际意义。
技术实现思路
为解决现有技术上的不足，本技术提供模拟不同工程地质条件水幕水封效果的实验装置，模拟地下水封油库的相对位置关系，还原地下洞室的工程地质、水文地质环境，较好的模拟地下储油洞室在运营过程中，水幕能否满足所需的水封条件，为进一步优化水幕布置，提高水封效果提供指导。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种模拟不同工程地质条件水幕水封效果的实验装置，包括地质层模型、供水装置以及数据采集装置，地质层模型包括水槽，水槽内底部设置有洞室和地下水模拟装置，水槽中填充模拟地质层材料，所述地质层材料与模拟对象的材料满足相似条件，地下水模拟装置包括水幕管道，水幕管道设置在洞室的周围；水幕管道上开设有透水孔，水幕管道入水口连通供水装置，供水装置与水幕管道入口之间设置阀门；数据采集装置包括分布式光纤传感器、应力应变传感器以及流量计，洞室的底部设置有防水层和排水结构，所述排水结构的出口设置流量计，分布式光纤传感器、应力应变传感器以及流量计均连接数据采集中心，分布式光纤传感器以及应力应变传感器埋设在地质层材料中，水槽上沿竖直方向设置有一组水龙头。水龙头至少设置有三个，水龙头设置在同一竖直线上。洞室的底部设置集水沟，所述集水沟连通排水管，排水管上设置流量计；洞室的底面设有坡面，集水沟与排水管连接处为坡面最低处。供水装置包括集水箱和导水管，集水箱的底部开设若干出水口，导水管的一端连接所述出水口，另一端连接水幕管道的入水口，导水管上设置有阀门。供水装置还包括支架和支架基座，支架设置在支架基座上，支架上设置有滑块，集水箱与滑块连接。水槽的侧面采用双层设计，内层为透水结构，外层为防水结构。水幕管道布置为水平水幕管道、垂直水幕管道、倾斜水幕管道或采用其中两种的结合。水幕管道均匀地设置在洞室的周围。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术所述装置能用于模拟不同地层模型中的水封效果，并能根据不同的模拟条件采集渗透压力、涌水量、流速及应力应变数据，所述数据能够用于分析比较不同水幕方案下的水封效果实际地下水洞室、水幕、地下水以及围岩环境之间的相互作用，有助于较全面考虑地下水与水幕系统在地下水封油库正常运营过程中所起到的作用，该装置与实际工程符合相似理论，对于实际工程具有代表性，针对性强，能接近实际情况；控制供水装置与水幕管道之间阀门的开/关，能直接改变水幕管道空间分布，减少了拆卸制作的繁琐程序，能人为的、更加灵活的控制水幕管道的空间布置；洞室模型外围的数据采集装置能实时动态模拟洞室渗流场与洞室围岩应力应变变化规律，多样的水幕模型可以真实的反映不同水幕方案对地下洞室水封效果的贡献率，从而进一步优化水幕设计；本技术模拟不同地质条件不同地下水条件下及不同的水幕空间分布情况，本技术只需改变地层模型中相似材料配比、改变地下水模拟装置水位、改变水幕孔模型供水装置中导水管的控制开关即可模拟多种不同的工况，具有很好的操作性和可重复性。进一步的，水龙头至少设置有三个，水龙头设置在同一竖直线上，首先便于加工，而且多个水龙头逐级进行放水，能够更好地控制放水和改变水位的速度。进一步的，洞室的底部设置集水沟，所述集水沟连通排水管，排水管上设置流量计；洞室的底面设有坡面，集水沟与排水管连接处为坡面最低处，洞室底部只设置一个出水口，并在出水口处设置流量计，便于记录排水流量。进一步的，供水装置包括集水箱和导水管，集水箱的底部开设若干出水口，导水管的一端连接所述出水口，另一端连接水幕管道的入水口，导水管上设置有阀门，导水管与水幕管道一一对应连接，能实现对不同区域进行通水并改变水流量，有利于根据实际需求来改变。进一步的，供水装置还包括支架和支架基座，支架设置在支架基座上，支架上设置有滑块，集水箱与滑块连接，能够通过升高或降低滑块改变集水箱的高度，进一步改变集水箱的水头高度。进一步的，水幕管道布置为水平水幕管道、垂直水幕管道、倾斜水幕管道或采用其中两种的结合，采用不同的水幕管道布置方向，能模拟不同水流方向的地下水流情况，提高本装置的实用性。附图说明图1为本技术主体模型主视图；图2为本技术水幕孔模型布置俯视图；图3为本技术水幕孔模型布置主视图；图4为本技术水幕孔模型供水装置示意图；图5为本技术水幕孔模型供水装置底部与导水管连接处示意图；图6为图1中局部放大I示意图，即本技术导水管示意图；图7为本技术地下水模拟装置示意图；图8为图1中局部放大II示意图，即本技术水幕管道示意图；图9为本技术洞室模型内部集水孔示意图；图10为本技术洞室模型主视图；图中1-支架，2-旋钮，3-支架基座，4-水流，5-集水箱，6-导水管，7-水幕管道，8-水龙头，9-分布式光纤传感器，10-洞室，11-排水管，12-流量计，13-进水口，14-出水口，15-橡胶塞，16-水槽，17-透水玻璃，18-透水孔，19-集水沟，20-开关，21-螺纹，22-地层模型。具体实施方式下面结合具体实施例以及附图对本技术进行详细阐述。参考图1～图10，一种模拟不同工程地质条件水幕水封效果的实验装置，包括地质层模型、供水装置以及数据采集装置，地质层模型包括水槽16，水槽16内底部设置有洞室10和地下水模拟装置，水槽16中填充模拟地质层材料，所述地质层材料与模拟对象的材料满足相似条件，地下水模拟装置包括水幕管道7，水幕管道7设置在洞室10的周围；水幕管道7上开设有透水孔18，水幕管道7入水口连通供水装置，供水装置与水幕管道入口之间设置阀门；数据采集装置包括分布式光纤传感器9、应力应变传感器以及流量计，洞室10的底部设置有防水层和排水结构，所述排水结构的出口设置流量计12，分布式光纤传感器9、应力应变传感器以及流量计12均连接数据采集中心，分布式光纤传感器9以及应力应变传感器埋设在地质层材料中，水槽16上沿竖直方向设置有一组水龙头8。...
【技术保护点】
1.一种模拟不同工程地质条件水幕水封效果的实验装置，其特征在于，包括地质层模型、供水装置以及数据采集装置，地质层模型包括水槽(16)，水槽(16)内底部设置有洞室(10)和地下水模拟装置，水槽(16)中填充模拟地质层材料，所述地质层材料与模拟对象的材料满足相似条件，地下水模拟装置包括水幕管道(7)，水幕管道(7)设置在洞室(10)的周围；水幕管道(7)上开设有透水孔(18)，水幕管道(7)入水口连通供水装置，供水装置与水幕管道入口之间设置阀门；数据采集装置包括分布式光纤传感器(9)、应力应变传感器以及流量计，洞室(10)的底部设置有防水层和排水结构，所述排水结构的出口设置流量计(12)，分布式光纤传感器(9)、应力应变传感器以及流量计(12)均连接数据采集中心，分布式光纤传感器(9)以及应力应变传感器埋设在地质层材料中，水槽(16)上沿竖直方向设置有一组水龙头(8)。/n
【技术特征摘要】
1.一种模拟不同工程地质条件水幕水封效果的实验装置，其特征在于，包括地质层模型、供水装置以及数据采集装置，地质层模型包括水槽(16)，水槽(16)内底部设置有洞室(10)和地下水模拟装置，水槽(16)中填充模拟地质层材料，所述地质层材料与模拟对象的材料满足相似条件，地下水模拟装置包括水幕管道(7)，水幕管道(7)设置在洞室(10)的周围；水幕管道(7)上开设有透水孔(18)，水幕管道(7)入水口连通供水装置，供水装置与水幕管道入口之间设置阀门；数据采集装置包括分布式光纤传感器(9)、应力应变传感器以及流量计，洞室(10)的底部设置有防水层和排水结构，所述排水结构的出口设置流量计(12)，分布式光纤传感器(9)、应力应变传感器以及流量计(12)均连接数据采集中心，分布式光纤传感器(9)以及应力应变传感器埋设在地质层材料中，水槽(16)上沿竖直方向设置有一组水龙头(8)。
2.根据权利要求1所述的模拟不同工程地质条件水幕水封效果的实验装置，其特征在于，水龙头(8)至少设置有三个，水龙头(8)设置在同一竖直线上。
3.根据权利要求1所述的模拟不同工程地质条件水幕水封效果的实验装置，其特征在于，洞室(10)的底部设置集水沟(19)，所述集水沟(19)连通排水管(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯军伟，戴玉权，王延辉，刘志伟，鄢治华，石盼，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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