一种深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，包括供浆系统、双裂隙注浆模型组、压力自动监测系统和静水压力控制系统；所述供浆系统的流体出口端与所述双裂隙注浆模型组的流体入口端流体导通，所述压力自动监测系统的检测端与所述双裂隙注浆模型组上流动的浆液接触，所述压力自动监测系统的控制信号输出端与所述静水压力控制系统的控制信号输入端电连接；所述双裂隙注浆模型组的流体出口端与所述静水压力控制系统的流体入口端流体导通。本发明专利技术可以实现对深部高水压地层的注浆环境中，独立不同开度裂隙之间浆液扩散规律的研究，以及注浆完成后浆液结石体堵水效果的评价，为实际工程中相关注浆参数的选取提供相对准确而有价值的借鉴。准确而有价值的借鉴。准确而有价值的借鉴。

A deep high water pressure double crack grouting simulation test device

【技术实现步骤摘要】
一种深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置


[0001]本专利技术涉及注浆模拟
具体地说是一种深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置。

技术介绍

[0002]注浆法是一种岩土工程中广泛应用的地层加固与防渗堵水技术，随着受注地层深度的增加，注浆时，所面临的地层环境愈加复杂，封堵和加固的难度也会愈来愈大。目前，浅部地层得到的注浆规律不足以指导深地层注浆时面临的工况，因而需要探究深部高水压地层中浆液扩散的规律。
[0003]国内外已有的相关裂隙注浆模拟试验装置，大多无法满足高水压地层环境的模拟，由于无法考虑地层中高水压对于浆液扩散情况的影响，对试验结果的准确性与应用价值产生了一定的影响；此外，对于裂隙注浆的模型试验，绝大多数进行的是单一裂隙或多裂隙交叉、连通情况下浆液扩散规律的研究，而注浆段内存在相互不连通裂隙且裂隙开度各异情况下，裂隙中浆液的扩散情况相关试验研究不足，无法为实际应用提供理论依据。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种在高水压环境下，两条独立不同开度裂隙中浆液扩散规律的深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，以满足对深部地层及注浆段内存在相互不连通裂隙条件的模拟，可以弥补相关模型试验不足，为工程应用提供一定的理论参考。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，包括供浆系统、双裂隙注浆模型组、压力自动监测系统和静水压力控制系统；所述供浆系统的流体出口端与所述双裂隙注浆模型组的流体入口端流体导通，所述压力自动监测系统的检测端与所述双裂隙注浆模型组上流动的浆液接触，所述压力自动监测系统的控制信号输出端与所述静水压力控制系统的控制信号输入端电连接；所述双裂隙注浆模型组的流体出口端与所述静水压力控制系统的流体入口端流体导通；所述静水压力控制系统控制所述双裂隙注浆模型组的流体流出。
[0007]上述深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，所述供浆系统包括计量泵、储浆缸和储浆缸搅拌装置；所述计量泵驱动所述储浆缸搅拌装置带动所述储浆缸的流体流入所述双裂隙注浆模型组中；所述储浆缸和所述储浆缸搅拌装置组成高压裂隙注浆带压搅拌装置，所述高压裂隙注浆带压搅拌装置可以采用现有技术中的带压搅拌装置(在容器内存在一定压力条件下进行搅拌的装置)，也可以采用专利申请号202210131919.9、申请日2022年2月14日、专利技术创造名称为一种实验室高压裂隙注浆带压搅拌装置及注浆系统中的实验室高压裂隙注浆带压搅拌装置。
[0008]上述深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，所述双裂隙注浆模型组包括第一裂隙模型、第一管件三通、第二裂隙模型和第二管件三通；所述供浆系统的流体出口端与所述第
一管件三通的流体入口管道流体导通，所述第一管件三通的一个流体出口管道与所述第一裂隙模型的流体入口端流体导通，所述第一管件三通的另一个流体出口管道与所述第二裂隙模型的流体入口端流体导通；所述第一裂隙模型的流体出口端与所述第二管件三通的一个流体入口端流体导通，所述第二裂隙模型的流体出口端与所述第二管件三通的另一个流体入口端流体导通，所述第二管件三通的流体出口管道与所述静水压力控制系统的流体入口端流体导通；所述第一裂隙模型和所述第二裂隙模型上均安装有所述压力自动监测系统的压力传感器。
[0009]上述深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，所述第一裂隙模型包括预留螺纹孔裂隙模型试件和未预留螺纹孔裂隙模型试件；沿试验浆液流动方向：所述预留螺纹孔裂隙模型试件与所述未预留螺纹孔裂隙模型试件首尾连接且流体导通，且所述预留螺纹孔裂隙模型试件和所述未预留螺纹孔裂隙模型试件间隔设置；
[0010]所述第二裂隙模型也包括预留螺纹孔裂隙模型试件和未预留螺纹孔裂隙模型试件；沿试验浆液流动方向：所述预留螺纹孔裂隙模型试件和所述未预留螺纹孔裂隙模型试件首尾连接且流体导通，且所述预留螺纹孔裂隙模型试件和所述未预留螺纹孔裂隙模型试件间隔设置；
[0011]所述预留螺纹孔裂隙模型试件通过所述预留螺纹孔裂隙模型试件上的螺纹孔安装所述压力传感器，所述压力传感器的检测端位于试验浆液流动通道内；所述第一裂隙模型和所述第二裂隙模型的裂隙开度不同。
[0012]上述深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，所述压力自动监测系统还包括可编程逻辑控制器和计算机；所述压力传感器的电信号输出端与所述可编程逻辑控制器的第一电信号输入端电连接，所述可编程逻辑控制器的第一电信号输出端与所计算机的电信号输入端电连接，所述计算机的电信号输出端与所述可编程逻辑控制器的第二电信号输入端电连接；所述可编程逻辑控制器的第二电信号输出端与所述静水压力控制系统的信号输入端电连接。
[0013]上述深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，所述第一管件三通与所述第一裂隙模型之间的注浆管路上，沿流体流动方向依次安装有排气阀、压力传感器和截止阀，所述第一裂隙模型与所述第二管件三通之间的注浆管路上安装有截止阀；
[0014]所述第一管件三通与所述第二裂隙模型之间的注浆管路上，沿流体流动方向依次安装有排气阀、压力传感器和截止阀，所述第二裂隙模型与所述第二管件三通之间的注浆管路上安装有截止阀。
[0015]上述深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，所述静水压力控制系统包括微通量高压差压力控制装置、针阀、控制管路和量杯，所述微通量高压差压力控制装置通过所述控制管路与所述双裂隙注浆模型组流体通，所述微通量高压差压力控制装置和所述针阀均安装在所述控制管路上，所述微通量高压差压力控制装置控制所述针阀的开启程度；所述控制管路的流体出口端朝向所述量杯的流体入口端。
[0016]上述深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，所述微通量高压差压力控制装置包括涡轮蜗杆Ⅰ组、蜗轮蜗杆Ⅱ组和伺服电机；所述可编程控制器的第二信号输出端与所述伺服电机的信号输入端电连接；所述伺服电机的动力输出端与所述涡轮蜗杆Ⅰ组的蜗杆的一端驱动连接，所述涡轮蜗杆Ⅰ组的蜗杆的另一端与所述涡轮蜗杆Ⅰ组的蜗轮啮合，所述蜗轮蜗
杆Ⅱ组的蜗杆的一端与所述涡轮蜗杆Ⅰ组的蜗轮内圈固定连接，所述蜗轮蜗杆Ⅱ组的蜗杆的另一端与所述蜗轮蜗杆Ⅱ组的蜗轮啮合，所述针阀的阀杆操作端与所述蜗轮蜗杆Ⅱ组的蜗轮内圈固定连接；所述蜗轮蜗杆Ⅱ组的蜗轮通过控制所述阀杆操作端以使得所述针阀的阀杆转动；所述蜗轮蜗杆Ⅰ组和所述蜗轮蜗杆Ⅱ组的传动比均为1:60。
[0017]上述深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，所述第一裂隙模型采用预留螺纹孔钢管模具和未预留螺纹孔钢管模具制备得到；所述预留螺纹孔钢管模具和所述未预留螺纹孔钢管模具之间采用法兰盘的形式固定连接；所述预留螺纹孔钢管模具上预留有螺纹孔；将预制砂浆试块填充到所述预留螺纹孔钢管模具中，制备得到所述预留螺纹孔裂隙模型试件，将预制砂浆试块填充到所述未预留螺纹孔钢管模具中，制备得到所述未预留螺纹孔裂隙模型试件。
[0018]上述深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，所述第一裂隙模型和所述第二裂隙模型的裂隙开度在1～8mm；所述预留螺纹孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，包括供浆系统、双裂隙注浆模型组(7)、压力自动监测系统和静水压力控制系统；所述供浆系统的流体出口端与所述双裂隙注浆模型组的流体入口端流体导通，所述压力自动监测系统的检测端与所述双裂隙注浆模型组上流动的浆液接触，所述压力自动监测系统的控制信号输出端与所述静水压力控制系统的控制信号输入端电连接；所述双裂隙注浆模型组的流体出口端与所述静水压力控制系统的流体入口端流体导通；所述静水压力控制系统控制所述双裂隙注浆模型组的流体流出。2.根据权利要求1所述的深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述供浆系统包括计量泵(1)、储浆缸(2)和储浆缸搅拌装置(3)；所述计量泵(1)驱动所述储浆缸搅拌装置(3)带动所述储浆缸(2)中的流体流入所述双裂隙注浆模型组中；所述储浆缸(2)和所述储浆缸搅拌装置(3)组成高压裂隙注浆带压搅拌装置，所述高压裂隙注浆带压搅拌装置为专利申请号“202210131919.9”中的实验室高压裂隙注浆带压搅拌装置。3.根据权利要求1所述的深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述双裂隙注浆模型组包括第一裂隙模型(71)、第一管件三通(16)、第二裂隙模型(72)和第二管件三通(17)；所述供浆系统的流体出口端与所述第一管件三通(16)的流体入口管道流体导通，所述第一管件三通(16)的一个流体出口管道与所述第一裂隙模型(71)的流体入口端流体导通，所述第一管件三通(16)的另一个流体出口管道与所述第二裂隙模型(72)的流体入口端流体导通；所述第一裂隙模型(71)的流体出口端与所述第二管件三通(17)的一个流体入口端流体导通，所述第二裂隙模型(72)的流体出口端与所述第二管件三通(17)的另一个流体入口端流体导通，所述第二管件三通(17)的流体出口管道与所述静水压力控制系统的流体入口端流体导通；所述第一裂隙模型(71)和所述第二裂隙模型(72)上均安装有所述压力自动监测系统的压力传感器(5)。4.根据权利要求3所述的深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述第一裂隙模型(71)包括预留螺纹孔裂隙模型试件和未预留螺纹孔裂隙模型试件；沿试验浆液流动方向：所述预留螺纹孔裂隙模型试件与所述未预留螺纹孔裂隙模型试件首尾连接且流体导通，且所述预留螺纹孔裂隙模型试件和所述未预留螺纹孔裂隙模型试件间隔设置；所述第二裂隙模型(72)也包括预留螺纹孔裂隙模型试件和未预留螺纹孔裂隙模型试件；沿试验浆液流动方向：所述预留螺纹孔裂隙模型试件和所述未预留螺纹孔裂隙模型试件首尾连接且流体导通，且所述预留螺纹孔裂隙模型试件和所述未预留螺纹孔裂隙模型试件间隔设置；所述预留螺纹孔裂隙模型试件通过所述预留螺纹孔裂隙模型试件上的螺纹孔安装所述压力传感器(5)，所述压力传感器(5)的检测端位于试验浆液流动通道内；所述第一裂隙模型(71)和所述第二裂隙模型(72)的裂隙开度不同。5.根据权利要求4所述的深部高水压双裂隙注浆模拟试验装置，其特征在于，所述压力自动监测系统还包括可编程逻辑控制器(9)和计算机(10)；所述压力传感器(5)的电信号输出端与所述可编程逻辑控制器(9)的第一电信号输入端电连接，所述可编程逻辑控制器(9)的第一电信号输出端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：安许良，高岗荣，杨雪，张勇，袁东锋，陈慧，李生生，董新旺，
申请(专利权)人：北京中煤矿山工程有限公司，
类型：发明
国别省市：