本发明专利技术公开了一种水文实验的气体封塞装置，包括塞体和嵌套在塞体中部的气囊，塞体下端伸出的注水管部分设为出水管，顶端的塞体内设有容置腔，容置腔顶端设有四通接头，容置腔底端通气口，容置腔内安装有与四通接头和通气口相连接的双向阀组，双向阀组包括转换组件，转换组件顶端分别设有推杆和单向阀而底端设有压触阀，本发明专利技术通过在塞体内设有双向阀组来对栓塞的进出气进行控制，从而将气囊内的气体锁在气囊内，从而限制了气囊的形变空间，让压水试验段进行压水试验时，水压能单独被气囊承受住，让气囊在钻孔内保持足够的充盈，从而保证气囊的密闭性，让压水试验的数据更为准确。让压水试验的数据更为准确。让压水试验的数据更为准确。
【技术实现步骤摘要】
一种水文实验的气体封塞装置
[0001]本专利技术涉及水文实验领域，具体为一种水文实验的气体封塞装置。
技术介绍
[0002]地应力是存在于地层中的天然应力，它是造成地下厂房及其他地下工程变形、破坏的根本作用力。因此，地应力的大小、方向直接影响到地下工程围岩的稳定性，测量地下工程初始应力，研究围岩的应力分布特征是进行地下工程围岩稳定性分析以及实现地下工程开挖设计科学化的必要前提。
[0003]水压致裂法，即压水试验是地应力测量应用最广泛最普遍的方法，这种方法的原理是利用一对可膨胀的橡胶栓塞，在预定的测试深度封隔一段岩体钻孔，然后向封隔段注入液体介质，液体压力逐渐升高，压迫被封隔的岩体发生破裂，进而，根据压裂过程中的液体压力曲线特征值，获得测量段的地应力大小和方向，在使栓塞膨胀的手段中，有充气式和水压式，其中，水压式膨胀塞存在着难涨难恢复的问题，导致密封塞密封不严，影响实验数据，但是气囊的排水操作可以随着注水管一起排出，而充气式膨胀塞密封性严，但排气需要单独处理。
[0004]在使用充气式双栓塞水文实验法时，具体的，在栓塞的出水管处以及上下气囊的上端和下端均安装一个压力传感器，然后通过钻杆将栓塞送入孔内，让两个气囊之间的出水管位于孔内需要试验的试验段，然后通过供气设备，具体的可以采用惰性高压气瓶或气泵来供气，气体通过气管充入气囊内，使两个气囊膨胀并塞住、封隔孔内试验段的上下端，再通过注水设备经钻杆来为试验段供水，进行压水试验，从而获得需要的数据。
[0005]现有的充气式双栓塞在使用时，供气设备直接与栓塞相连接，在栓塞膨胀到足够的大小时，在供气端关闭阀门，从而使栓塞停止膨胀，此时，供气端阀门到气囊之间一直处于连通的状态，这使得气囊在深孔内接收压水实验时，供气端阀门到气囊之间的管路都会为气囊的形变提供形变空间，使得水压作用到气囊、管路上的压力增大，使得气囊的密封性不足，并且存在不规则波动。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种水文实验的气体封塞装置，以解决上述技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种水文实验的气体封塞装置，包括塞体、由上而下穿过塞体设置的注水管和嵌套在塞体中部的气囊，所述塞体下端伸出的注水管部分设为出水管且管壁上设有多个通孔，所述塞体顶端设有用于进出气的气管接口，所述塞体和气囊设有两个，两个所述塞体和气囊分别位于出水管的上下两端，所述出水管下端的气囊与出水管顶端的气囊通过分流管相连接；
[0008]其中，顶端的所述塞体内设有容置腔，所述容置腔顶端设有与气管接口相连通的四通接头，公知的，四通接头是四个接口相互连通的接头，所述容置腔底端设有连通气囊内部的通气口及接头，所述容置腔内安装有与四通接头和通气口相连接的双向阀组；
[0009]并且，所述双向阀组包括转换组件和将转换组件卡在容置腔内的摆动托架，所述转换组件和摆动托架之间通过转轴连接，所述转换组件顶端分别设有推杆和单向阀，所述推杆与转换组件之间进行滑动卡合，所述转换组件底端与上方的单向阀相对应的位置设有压触阀，所述转换组件、推杆和单向阀均与四通接头通过气管相连接，所述压触阀与通气口通过气管相连接，本领域技术人员可知的，转换组件和摆动托架之间具有转动的自由度，因此在设置时，管路的连接对转换组件的转动自由度的影响，可由本领域技术人员根据实际需要进行控制，只需保证能实现摆动托架的固定安装功能和转换组件的转动功能即可。
[0010]进一步的，所述单向阀包括阀体、阀盖、弹簧和阀芯，所述阀体和阀盖相互锁紧固定，所述阀芯通过弹簧顶在阀体和阀盖结合形成的内腔内，所述阀芯顶住的一端为自然进气端，该端可在气体来到时受到气体产生的足够大的压力而被撑开，而所述压触阀为一个单向阀在阀芯上设有连接柱和压板制作而成，所述压板中部通过连接连接柱来与阀芯头部相连接，所述压板位于转换组件内，本领域技术人员可知的，该压板、连接柱来与单向阀配合是为了通过机械手段打开单向阀，具体手段为按压触发，通过按压压板，从而打开单向阀，详细的，是为了打开单向阀让气囊内的气体排出来，故本领域技术人员进一步可知，压板上需要有相应排气的结构，如孔、槽，本领域技术人员可根据实际需求来进行设置。
[0011]更进一步的，所述单向阀和压触阀各自与转换组件固定的一端为自然进气端，可知的，由气体交换设备进来的气体，经四通接头的三个接口出分别输送给了推杆和转换组件，由于单向阀为下端进气，所以单向阀主要承担排气功能，而直接与转换组件相连接的气管便用来为气囊充气，充入转换组件的气体通过压触阀的自然进气端进入气囊内，需要说明的是，进入转换组件的气体此时虽然还可以通过单向阀的自然进气端向上运动，但是由于单向阀的气管和充入转换组件的气管均与四通接头相连接，使得在充气时，公知的，单向阀两端的气压平衡，故单向阀不会被转换组件内的气体推动，使得直接充入转换组件的气体能通过压触阀自然充入气囊内。
[0012]作为优选的，所述转换组件沿着其长度方向上的前后两侧通过转轴与摆动托架进行活动配合，且所述转轴的位置在靠近单向阀、压触阀的一端，由此指出，在负压产生时，推杆收缩，从而带动转换组件沿着转轴向上摆动，从而触发转换组件内部的机构，所述摆动托架限制了转换组件向下摆动的自由度，本领域技术人员可知的，限制是限制可向上摆动的那端的自由度，在具体实施中，可在摆动托架和转换组件的底端之间设置限位结构，或者采用硬质填充物，或采用槽空姐狗来与压触阀进行位置配合，均可达到限位功能。
[0013]作为优选的，所述推杆与四通接头之间进行刚性连接，所述推杆包括气缸管和密闭嵌套在气缸管内的活动杆，所述活动杆底端与转换组件相活动连接的卡销，其中，所述活动杆与气缸管内壁嵌套的部位到气缸管底端的距离，大于或等于气缸管长度的二分之一，公知的，在活动杆与气缸管内壁嵌套的部位到气缸管底端的空间内存有空气，当气缸管后端与四通接头相连接的部位产生负压时，推杆向上移动，同时，活动杆与气缸管内壁嵌套的部位到气缸管底端的空间内存有的空气也会被拉伸膨胀，等到转换组件导通了排气步骤时，单向阀向上排气，公知的，此时四通阀到活动杆的气压开始慢慢平衡，从而使推杆恢复原样。
[0014]作为优选的，所述转换组件包括腔壳和腔盖，所述压触阀的压板位于腔壳内，所述腔盖覆盖在腔壳上靠近单向阀、压触阀的一端，所述腔盖中设有通孔且与四通接头相连接，
所述腔壳内设有滑块，可知，腔盖的进气端与滑块在腔壳的运动方向相平行，在充气时，气压足够大且足够能将滑块推出，使其移动到腔壳内端，让腔壳内的气通过压触阀自然进气端进入气囊内，而当负压产生时，所述滑块上设有连通单向阀和压触阀的连通道，腔壳摆动时滑块向下滑动，从而卡在单向阀和压触阀之间，当滑块顶在压触阀上时，触发压触阀，利用连通道来将单向阀和压触阀相连接，从而利用滑块的移动来控制气囊的进气和排气。
[0015]进一步的，所述腔壳内与压触阀相连接的气孔处设有凹陷的用于容纳压触阀上的压板的底槽，为了与压板配合，所述滑块两侧设有限位槽且开口位于底部，所述限位槽内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水文实验的气体封塞装置，包括塞体、由上而下穿过塞体设置的注水管和嵌套在塞体中部的气囊，所述塞体下端伸出的注水管部分设为出水管且管壁上设有多个通孔，所述塞体顶端设有用于进出气的气管接口，其特征在于：所述塞体和气囊设有两个，两个所述塞体和气囊分别位于出水管的上下两端，所述出水管下端的气囊与出水管顶端的气囊通过分流管相连接；顶端的所述塞体内设有容置腔，所述容置腔顶端设有与气管接口相连通的四通接头，所述容置腔底端设有连通气囊内部的通气口及接头，所述容置腔内安装有与四通接头和通气口相连接的双向阀组；所述双向阀组包括转换组件和将转换组件卡在容置腔内的摆动托架，所述转换组件和摆动托架之间通过转轴连接，所述转换组件顶端分别设有推杆和单向阀，所述推杆与转换组件之间进行滑动卡合，所述转换组件底端与上方的单向阀相对应的位置设有压触阀；所述转换组件、推杆和单向阀均与四通接头通过气管相连接，所述压触阀与通气口通过气管相连接。2.根据权利要求1所述的一种水文实验的气体封塞装置，其特征在于：所述单向阀包括阀体、阀盖、弹簧和阀芯，所述阀体和阀盖相互锁紧固定，所述阀芯通过弹簧顶在阀体和阀盖结合形成的内腔内，所述阀芯顶住的一端为自然进气端；所述压触阀为一个单向阀在阀芯上设有连接柱和压板制作而成，所述压板中部通过连接连接柱来与阀芯头部相连接，所述压板位于转换组件内。3.根据权利要求2所述的一种水文实验的气体封塞装置，其特征在于：所述单向阀和压触阀各自与转换组件固定的一端为自然进气端。4.根据权利要求3所述的一种水文实验的气体封塞装置，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛平尧，谢贱根，姚克光，苏俊鹏，刘振宇，朱立，
申请(专利权)人：泉州国储石油基地有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。