一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统及方法，所述测试系统包括电压力表、信号采集装置以及数据处理装置，信号采集装置用于采集电压力表传输的压力电信号，并将压力电信号输送至数据处理装置；数据处理装置用于接收压力电信号，并绘制出压力变化的时程曲线；电压力表能够设置于致裂器主管上，用于监测致裂器主管内部的压力，并传输至信号采集装置；本发明专利技术提出的方案，能够有效测试致裂器内部压力，可以测定致裂器从启动到完成爆破的过程整个时长，根据此试验数据不断优化致裂器额定充装压力、发热棒质量以及主管切槽的深度之间的匹配关系，发挥致裂器的最佳性能、改善其爆破效果和提升能量利用率。其爆破效果和提升能量利用率。其爆破效果和提升能量利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统及方法


[0001]本专利技术属于切缝二氧化碳致裂器内部压力测试
，具体涉及一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统及方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳致裂器作为一种新型爆破器材已在我国被广泛应用，其工作原理是在二氧化碳致裂器的储液内部充装液态二氧化碳，启动加热装置产生热量，使储液内部液态二氧化碳瞬间气化，体积膨胀约600倍，压力急剧升高，当内部压力达到定压剪切片极限强度时，高压气体冲破定压剪切片，利用瞬间产生的强大推力，沿自然裂隙或爆生裂隙冲破物料，从而达到致裂(爆破)的目的。
[0003]切缝二氧化碳致裂器作为定向爆破的器材，其能够利用高能高压的二氧化碳气体沿致裂器管体切槽方向集中释放形成线性切割射流，获得精确控制的爆破断裂面，减少围岩被保护方向的爆生裂纹数量，从而达到定向爆破的目标；该二氧化碳致裂器爆破煤岩体的主要能量是来源于内部液态二氧化碳气化压力升高，冲破定压剪切片的高压气体以及伴随产生的冲击波，因此致裂器内压力峰值的大小是破碎岩体的主要因素，也是研究其作用机理的关键因素。
[0004]目前，对于切缝二氧化碳致裂器内部部压力的测试的介绍文献很少，没有有效的方法测量致裂器的内部压力，自然无法获晓致裂器内部压力的变化规律，也就不能从能量发生的角度来探索致裂器的作用机理，无法进一步深入的研究二氧化碳致裂器。
[0005]基于上述切缝二氧化碳致裂器中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
专利技术内容
[0006]本专利技术的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统及方法，旨在解决现有切缝二氧化碳致裂器内部压力测试的问题。
[0007]本专利技术提供一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统，所述测试系统包括电压力表、信号采集装置以及数据处理装置；
[0008]信号采集装置用于采集电压力表传输的压力电信号，并将压力电信号输送至数据处理装置；
[0009]数据处理装置用于接收压力电信号，并绘制出压力变化的时程曲线；
[0010]电压力表能够设置于致裂器主管上，用于监测致裂器主管内部的压力，并传输至信号采集装置。
[0011]致裂器主管内的一端沿其轴向设有发热棒，并且在致裂器主管对称的两侧面上设有切缝。
[0012]进一步地，电压力表包括第一电压力表、第二电压力表以及第三电压力表；
[0013]第一电压力表设置于致裂器主管上，位于发热棒一端；第一电压力表用于监测致
裂器主管内位于发热棒一端的压力；
[0014]第二电压力表设置于致裂器主管的中间位置，第二电压力表用于监测致裂器主管内中间的压力；
[0015]第二电压力表设置于致裂器主管的尾部，第三电压力表用于监测致裂器主管内尾部的压力。
[0016]进一步地，致裂器主管上位于发热棒的一端设有第一钻孔，致裂器主管的中间位置设有第二钻孔，致裂器主管的尾部设有第三钻孔；第一电压力表设置于第一钻孔上，第二电压力表设置于第二钻孔上，第三电压力表设置于第三钻孔上；第一钻孔、第二钻孔以及第三钻孔沿致裂器主管的轴线处于同一个平面上。
[0017]进一步地，第一钻孔、第一钻孔以及第三钻孔的轴线形成的面与两条切缝的中线形成的面相互垂直。
[0018]进一步地，第一钻孔、第一钻孔以及第三钻孔上分别焊接有螺母；第一电压力表通过螺纹密封连接于第一钻孔的螺母上，并且在第一电压力表与螺母的连接处设有密封垫；第二电压力表通过螺纹密封连接于第二钻孔的螺母上，并且在第二电压力表与螺母的连接处设有密封垫；第三电压力表通过螺纹密封连接于第三钻孔的螺母上，并且在第三电压力表与螺母的连接处设有密封垫。
[0019]进一步地，电压力表内的压力敏感元件实时监测致裂器内部压力变化，然后通过其电路板上的微电路模块将压力变化信号经过集成电路放大变成压力电信号。
[0020]进一步地，切缝沿致裂器主管的轴向分别设置于致裂器主管对称的两侧面上；致裂器主管在爆破时能够沿切缝的诱导方向集中释放形成线性切割射流。
[0021]相应地，本专利技术还提供一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试方法，所述测试方法包括以下过程：
[0022]S1：将电压力表密封安装在致裂器主管上，致裂器主管上设有切缝；
[0023]S2：然后向致裂器主管内充装液态二氧化碳，且充装到额定压力；再将充装完成的致裂器固定在试验台上；
[0024]S3：通过导线电连接电压力表和信号采集装置，以及连接信号采集装置和数据处理装置；调试信号采集装置和数据处理装置，实验前数据处理装置上显示压力为致裂器的充装压力；
[0025]S4：启动致裂器，在爆破瞬间信号采集装置5采集电压力表4的压力电信号，并将压力电信号输送至数据处理装置6，数据处理装置6生成压力时程曲线，测试完成。
[0026]进一步地，S1步骤中包括：
[0027]S11：将第一电压力表设置于致裂器主管上，位于发热棒一端；第一电压力表用于监测致裂器主管内位于发热棒一端的压力；
[0028]S12：将第二电压力表设置于致裂器主管的中间位置；第二电压力表用于监测致裂器主管内中间的压力；
[0029]S13：将第二电压力表设置于致裂器主管的尾部；第二电压力表用于监测致裂器主管内尾部的压力。
[0030]本专利技术提出一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统及方法，能够有效测试致裂器内部压力，致力于探索致裂器内部压力的变化；还可以测定致裂器从启动到完成爆破
的过程整个时长，可根据此试验数据不断优化致裂器额定充装压力、发热棒质量以及主管切槽的深度之间的匹配关系，发挥致裂器的最佳性能、改善其爆破效果和提升能量利用率，以及为进一步研究切缝二氧化碳爆破成缝机理提供技术支撑。
附图说明
[0031]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0032]以下将结合附图对本专利技术作进一步说明：
[0033]图1为本专利技术一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统示意图。
[0034]图中：1、致裂器主管；2、发热棒；3、切缝；4、压力表；5、信号采集装置；6、数据处理装置；7、螺母。
具体实施方式
[0035]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0036]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0037]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统，其特征在于，所述测试系统包括电压力表(4)、信号采集装置(5)以及数据处理装置(6)；所述信号采集装置(5)用于采集所述电压力表(4)传输的压力电信号，并将所述压力电信号输送至所述数据处理装置(6)；所述数据处理装置(6)用于接收所述压力电信号，并绘制出压力变化的时程曲线；所述电压力表(4)能够设置于致裂器主管(1)上，用于监测所述致裂器主管(1)内部的压力，并传输至所述信号采集装置(5)。2.根据权利要求1所述的切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统，其特征在于，所述致裂器主管(1)内的一端沿其轴向设有发热棒(2)，并且在所述致裂器主管(1)对称的两侧面上设有切缝(3)。3.根据权利要求2所述的切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统，其特征在于，所述电压力表(4)包括第一电压力表、第二电压力表以及第三电压力表；所述第一电压力表设置于所述致裂器主管(1)上，位于所述发热棒(2)一端；所述第一电压力表用于监测所述致裂器主管(1)内位于所述发热棒(2)一端的压力；所述第二电压力表设置于所述致裂器主管(1)的中间位置，所述第二电压力表用于监测所述致裂器主管(1)内中间的压力；所述第二电压力表设置于所述致裂器主管(1)的尾部，所述第三电压力表用于监测所述致裂器主管(1)内尾部的压力。4.根据权利要求3所述的切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统，其特征在于，所述致裂器主管(1)上位于所述发热棒(2)的一端设有第一钻孔，所述致裂器主管(1)的中间位置设有第二钻孔，所述致裂器主管(1)的尾部设有第三钻孔；所述第一电压力表设置于所述第一钻孔上，所述第二电压力表设置于所述第二钻孔上，所述第三电压力表设置于所述第三钻孔上；所述第一钻孔、所述第二钻孔以及所述第三钻孔沿所述致裂器主管(1)的轴线处于同一个平面上。5.根据权利要求4所述的切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统，其特征在于，所述第一钻孔、所述第一钻孔以及所述第三钻孔的轴线形成的面与两条所述切缝(3)的中线形成的面相互垂直。6.根据权利要求4所述的切缝二氧化碳致裂器内部压力测试系统，其特征在于，所述第一钻孔、所述第一钻孔以及所述第三钻孔上分别焊接有螺母(7)；所述第一电压力表通过螺纹密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仁树，倪昊，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：