多点全方位CO制造技术

本实用新型专利技术提供多点全方位CO

【技术实现步骤摘要】
多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统
本技术涉及勘探岩土建筑领域，尤其涉及采用原位测试与室内试验相结合的多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统。
技术介绍
二氧化碳相变致裂目前是炸药爆破最有效的替代手段，二氧化碳相变致裂对岩石介质做功的能量来源为超临界二氧化碳气化时的膨胀能，与炸药爆破相比，二氧化碳相变致裂具有威力大，振动小，无污染，无火花等优点。二氧化碳相变致裂原材料液态二氧化碳不属于管制品，其工业应用前景广阔。目前，此技术已被广泛运用于市政工程、玉石开采、水下爆破、煤层增透等方面的岩体开挖工程中。现阶段二氧化碳相变致裂理论仍落后于实际，明晰二氧化碳相变致裂荷载是二氧化碳相变致裂荷载理论研究的重要环节。目前，二氧化碳相变致裂荷载定量描述时多采用TNT当量法，该方法中二氧化碳相变致裂荷载常常被等效为同断面等压荷载。实际上，二氧化碳相变致裂时，泄能口对应的孔壁所受峰值压力较不与泄能口相对的孔壁峰值压力更大，TNT当量法不能很好的描述二氧化碳相变致裂这一荷载特征。除此之外，部分学者采用二氧化碳相变致裂时程曲线描述二氧化碳相变致裂荷载，时程曲线测试方法主要有三种，一种是二氧化碳相变致裂管膛压测试，膛压测试的压力是二氧化碳相变致裂管中的压力，这与二氧化碳相变致裂器泄能口喷射口处的气体压力之间存在一定的差异，不能准确反映二氧化碳相变泄出压力；一种是采用卧式钢管内置二氧化碳相变致裂器，对钢管进行气动加载，沿致裂器长度方向设置一排传感器，测试沿致裂器长度方向各点的压力时程曲线，此方法仅仅测试了二氧化碳相变致裂器的沿程压降，无法测试二氧化碳相变致裂的同断面不等压荷载；此外，还有一种压力时程曲线获取方法，该方法利用PVDF压电薄膜传感器开展相变致裂荷载原位测试，测试时压电薄膜传感器设置在致裂器外壁，此方法测试获得的压力时程曲线无法准确描述泄能口正对孔壁岩石所受荷载，存在一定的误差。
技术实现思路
由于现有测试方法获取的相变致裂压力时程曲线与原位测试结果存在一定误差，且无法准确描述实际相变致裂时同断面不等压的特点，有鉴于此，本技术设计了一套多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统，采用该系统测试的压力时程曲线不仅能有效反映二氧化碳相变致裂同断面不等压的特点，还能充分反映二氧化碳相变致裂器的沿程压力损失，是一种高精度二氧化碳相变致裂压力时程曲线测试系统。本技术提供的多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统，所述测试系统包括以下：应力测试计、二氧化碳相变致裂器和套筒式承能仓；所述应力测试计，包括光面钢筋和铁片；所述光面钢筋从上至下均匀间隔设置有4个应变监测点；每个应变监测点均设置有三个铁片；三个铁片之间两两互相垂直，且其中一个铁片沿所述光面钢筋轴向贴合设置于所述光面钢筋的外表面；所述二氧化碳相变致裂器，包括充装头、电阻芯、活化器、储液管、泄能头和剪切片；所述充装头和所述泄能头均通过螺纹与所述储液管连接；所述电阻芯设置安装于所述充装头内部；所述活化器和所述充装头通过插槽连接；所述剪切片位于所述储液管和所述泄能头之间，用于控制二氧化碳相变致裂泄爆压力；所述泄能头的侧壁上对称设置有两个泄能口；所述套筒式承能仓，包括承能仓仓筒、高频弹道压力传感器、护盖、贯通孔和拉环；所述承能仓仓筒从上至下均匀间隔设置有4组所述高频弹道压力传感器，每组4个所述高频弹道压力传感器，且相邻两组所述高频弹道压力传感器之间的间隔与相邻两个所述应变监测点之间的间隔一致；在套筒式承能仓横断面内任选一个方向为标准走向，每组4个所述高频弹道压力传感器分别设置在与所述套筒式承能仓标准走向成0°、30°、60°和90°夹角处；所述承能仓仓筒底部密封，顶部设置有护盖；所述护盖与所述承能仓仓筒通过螺纹连接；所述护盖中心设置有贯通的泄气孔，并设置有拉环；所述二氧化碳相变致裂器的外部设置有环形固定圈；所述环形固定圈的外径与所述承能仓仓筒的内径一致；所述二氧化碳相变致裂器与所承能仓仓筒相契合；所述二氧化碳相变致裂器插入所述套筒承能仓，并被所述套筒式承能仓的护盖固定于所述承能仓仓筒中。进一步地，所述应力测试计还包括原岩垫片和应变片；所述原岩垫片由原岩切割磨平，大小与所述铁片匹配；所述原岩垫片有12个，与所述铁片之间一一对应；所述原岩垫片的下表面通过环氧树脂与所述铁片耦合，上表面通过环氧树脂耦合粘贴有一个应变片；所述应变片、所述原岩垫片和所述铁片均呈长条形，且长轴方向平行。进一步地，所述套筒式承能仓还包括泄气孔；所述泄气孔的面积可通过旋转挡片进行调节，每个所述高频弹道压力传感器下方的承能仓仓筒的侧壁上设置有一个所述泄气孔；所述泄气孔分别设置在与所述套筒式承能仓标准走向成0°、30°、60°和90°夹角处。所述一种多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统还包括二氧化碳相变致裂器充填设备和动态应变测试仪；所述二氧化碳相变致裂器充填设备用于充填所述二氧化碳相变致裂器；所述动态应变测试仪与所述应力测试计的应变片电性连接，用于测试高压二氧化碳冲击下岩体中的动态应变。本技术提供的技术方案带来的有益效果是：采用此系统测试获得的二氧化碳相变荷载压力时候曲线准确度高，能够作为二氧化碳相变荷载测试的有效手段。附图说明图1是本技术多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统的应力测试计结构图。图2是本技术多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统的套筒式承能仓结构图；图3是本技术多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统中二氧化碳相变致裂器插入套筒式承能仓后套筒式承能仓的剖视图；图4是本技术多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统中二氧化碳相变致裂器插入套筒式承能仓后套筒式承能仓的剖视图的横断面1；图5是本技术多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统中二氧化碳相变致裂器插入套筒式承能仓后套筒式承能仓的剖视图的横断面2；图6是本技术多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试方法的流程图；图7是本技术多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试方法的钻孔平面图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。请参考图1-图5，本技术的提供了多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统，包括以下：应力测试计、二氧化碳相变致裂器和套筒式承能仓；所述应力测试计，包括光面钢筋11和铁片12；所述光面钢筋11从上至下均匀间隔设置有4个应变监测点；每个应变监测点均设置有三个铁片12；三个铁片12之间两两互相垂直，且其中一个铁片12沿所述光面钢筋11轴向贴合设置于所述光面钢筋11的外表面；所述二氧化碳相变致裂器，包括充装头27、电阻芯28、活化器29、储液管210、泄能头211和剪切片212；所述充装头27和所述泄能头211均通过螺纹与所述储液管210连接；所述电阻芯28设置安装于所述充装头27内部；所述活化器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多点全方位CO

【技术特征摘要】
1.一种多点全方位CO2相变致裂压力时程曲线测试系统，其特征在于：具体包括：
应力测试计、二氧化碳相变致裂器和套筒式承能仓；
所述应力测试计，包括光面钢筋(11)和铁片(12)；所述光面钢筋(11)从上至下均匀间隔设置有4个应变监测点；每个应变监测点均设置有三个铁片(12)；三个铁片(12)之间两两互相垂直，且其中一个铁片(12)沿所述光面钢筋(11)轴向贴合设置于所述光面钢筋(11)的外表面；
所述二氧化碳相变致裂器，包括充装头(27)、电阻芯(28)、活化器(29)、储液管(210)、泄能头(211)和剪切片(212)；所述充装头(27)和所述泄能头(211)均通过螺纹与所述储液管(210)连接；所述电阻芯(28)设置安装于所述充装头(27)内部；所述活化器(29)和所述充装头(27)通过插槽连接；所述剪切片(212)位于所述储液管(210)和所述泄能头(211)之间，用于控制二氧化碳相变致裂泄爆压力；所述泄能头(211)的侧壁上对称设置有两个泄能口(213)；
所述套筒式承能仓，包括承能仓仓筒(21)、高频弹道压力传感器(22)、护盖(24)、贯通孔(25)和拉环(26)；所述承能仓仓筒(21)从上至下均匀间隔设置有4组所述高频弹道压力传感器(22)，每组4个所述高频弹道压力传感器(22)，且相邻两组所述高频弹道压力传感器(22)之间的间隔与应力测试计上相邻两个所述应变监测点之间的间隔一致；在套筒式承能仓横断面内任选一个方向为套筒式承能仓标准走向，每组4个所述高频弹道压力传感器(22)分别设置在与所述套筒式承能仓标准走向成0°、30°、60°和90°的夹角处；所述承能仓仓筒(21)底部密封，顶部设置有护盖(24)；所述护盖(24)与所述承能仓仓筒(21)通过螺纹连接；所述护盖(24)中心设置有贯通的贯通孔(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周盛涛，罗学东，蒋楠，罗鑫，唐啟琛，张诗童，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：湖北;42