一种模拟水平钻孔注浆沿程压力损失的试验装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟水平钻孔注浆沿程压力损失的试验装置和方法，依次连接的注浆系统、水平钻孔注浆模拟系统和末端压力控制系统，在水平钻孔注浆模拟系统上并联设置缩径模拟系统，分支串联设置短路模拟系统，水平钻孔注浆模拟系统用于模拟正常注浆工况下的沿程压力损失，短路模拟系统模拟注浆短路工况下的沿程压力损失，缩径模拟系统模拟塌孔缩径工况下的沿程压力损失。可调裂隙模拟器模拟受注岩体中的裂隙，裂隙开度可通过分流量、压力及浆液比重、动力粘滞系数计算得出，通过调整分流管上的闸阀大小来模拟不同裂隙开度下注浆短路后孔内压力分布情况。通过并联的管路系统实现管径快速切换，模拟塌孔缩径情况下的沿程压力损失和局部压力损失。力损失和局部压力损失。力损失和局部压力损失。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟水平钻孔注浆沿程压力损失的试验装置和方法


[0001]本专利技术属于矿井防治水注浆堵水
，更具体地说，本专利技术涉及一种模拟水平钻孔注浆沿程压力损失的试验装置和方法。

技术介绍

[0002]随着煤炭开采深度的增加，煤层底板高承压地下水威胁着矿井安全，利用地面定向注浆钻孔对底板高承压含水层进行高压注浆改造是目前防治底板水害最有效的方法，其中注浆压力是一个重要技术指标，由于粘滞力和摩擦力等阻力的存在，沿程压力损耗导致孔内浆液压力小于孔口压力与液柱压力之和，影响浆液压力损失的因素主要包括浆液粘度(比重)、所处压力阶段、注浆流量、钻孔长度、裂隙开度等；另外，高注浆压力下会使地层中裂隙张开度更大，甚至与其他裂隙或者巷道、采空区贯通，产生注浆“短路”现象，造成孔内压力重分布。由于钻孔长(1500～2000m)、注浆压力高(大于20MPa)，而现有的压力传感监测仪器无法下入如此深的钻孔，且无法承受如此高的压力，因此无法实现在注浆钻孔内监测沿程压力损失。开发一种可模拟长距离水平钻孔高压注浆沿程压力损失的试验装置尤为重要。/>
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟水平钻孔注浆沿程压力损失的试验装置，其特征在于，设置：依次连接的注浆系统(1)、水平钻孔注浆模拟系统(2)和末端压力控制系统(5)，在水平钻孔注浆模拟系统(2)上并联设置缩径模拟系统(3)，分支串联设置短路模拟系统(4)，水平钻孔注浆模拟系统(2)用于模拟正常注浆工况下的沿程压力损失，短路模拟系统(4)模拟注浆短路工况下的沿程压力损失，缩径模拟系统(3)模拟塌孔缩径工况下的沿程压力损失。2.根据权利要求1所述的模拟水平钻孔注浆沿程压力损失的试验装置，其特征在于，所述的注浆系统(1)，设置制浆池(11)、吸浆管(12)和注浆泵(13)，注浆泵(13)上设置第一压力表(14)。3.根据权利要求1或2所述的模拟水平钻孔注浆沿程压力损失的试验装置，其特征在于，所述的水平钻孔注浆模拟系统(2)设置输浆管(21)，输浆管(21)与注浆泵(13)连接，输浆管(21)上依次间隔设置第二压力表(22)、第三压力表(23)和第一流量表(24)，第一流量表(24)后的输浆管(21)设置分支管，连接缩颈模拟系统(3)，且在该分支管上设置第二球阀(29)；之后，输浆管(21)上还设置第一球阀(25)和第一三通(26)，第一三通(26)两端连接输浆管(21)，第三端连接短路模拟系统(4)；第一三通(26)后的输浆管(21)设置另一个分支管，也与缩颈模拟系统(3)连接，形成回路；缩颈模拟系统(3)后的输浆管(21)上还设置第四压力表(27)和第二流量表(28)。4.根据权利要求3所述的模拟水平钻孔注浆沿程压力损失的试验装置，其特征在于，所述的输浆管(21)为16MPa钢丝编织胶管，单根长度10或20m，胶管之间通过直通快速接头连接。5.根据权利要求1或2所述的模拟水平钻孔注浆沿程压力损失的试验装置，其特征在于，所述的缩径模拟系统(3)设置并联的第一缩颈模拟管路(31)和第二缩颈模拟管路(32)；第一缩颈模拟管路(31)通过设置的第二三通(311)和第三三通(314)连接第一缩颈管(313)实现，第一缩颈管(313)上设置第三球阀(312)；第二缩颈模拟管路(32)通过第一直角变径接头(321)和第二直角变径接头(324)连接第二缩颈管(323)实现，第二缩颈管(323)上设置第四球阀(322)。6.根据权利要求1或2所述的模拟水平钻孔注浆沿程压力损失的试验装置，其特征在于，所述的短路模拟系...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑士田，邢茂林，石志远，吴佩，崔思源，赵少磊，王琦，李文江，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：