本发明专利技术公开了一种地下工程围岩水力压裂测地应力演示装置，包括钻孔模拟管、封孔组件、注压力水组件和模拟水力压裂组件；封孔组件将注压力水组件封闭在钻孔模拟管内，注压力水组件的出口通过导管与模拟水力压裂组件的进口连接。本发明专利技术运用胶囊膨胀模拟水力压裂过程，使抽象的课本知识可视化，可以重复使用，很适合教学和科研；本发明专利技术能够给学生提供实践的机会，培养学生的动手能力，同时可以加深学生对水力压裂测地应力方法的理解。水力压裂测地应力方法的理解。水力压裂测地应力方法的理解。
【技术实现步骤摘要】
地下工程围岩水力压裂测地应力演示装置
[0001]本专利技术属于岩石力学
，具体涉及一种地下工程围岩水力压裂测地应力演示装置。
技术介绍
[0002]高校教材《岩石力学》中仅仅文字记载了水压致裂法测地应力的基本原理，授课教师在课堂上讲述该部分的知识时，抽象的课本知识使广大学生难以理解，由于学生不能理论知识与实践相结合，学生对该部分知识似懂非懂，甚至上完就忘。因此，亟需设计一种水力压裂测地应力演示装置来帮助学生理解和学习水压致裂法测地应力的基本原理。
技术实现思路
[0003]本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种原理科学、易于操作、直观性强、提高学生动手能力的地下工程围岩水力压裂测地应力演示装置。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：地下工程围岩水力压裂测地应力演示装置，包括钻孔模拟管、封孔组件、注压力水组件和模拟水力压裂组件；封孔组件将注压力水组件封闭在钻孔模拟管内，注压力水组件的出口通过导管与模拟水力压裂组件的进口连接。
[0005]注压力水组件包括第一水压泵和注水管，第一水压泵出口与注水管进口连接，注水管出口封堵，注水管同轴线设置在钻孔模拟管内，注水管上开设有注水孔，钻孔模拟管上开设有用于连通注水孔与导管进口的第一管接头。
[0006]封孔组件包括第二水压泵、第一囊袋、第二囊袋和封孔管，第一囊袋和第二囊袋的中心孔套装在注水管上并分别位于注水孔两侧，封孔管平行于注水管，封孔管穿过第一囊袋并与第二囊袋连通，封孔管上设有与第一囊袋内部连通的通孔，第二水压泵出口与封孔管进口连接，第一囊袋和第二囊袋的外圆均与钻孔模拟管内圆压接密封。
[0007]模拟水力压裂组件包括水平设置且呈长方形的上平板和下平板，上平板位于下平板正上方，上平板和下平板的四个角之间通过四根拉伸弹簧连接，下平板上沿前后方向设有一根圆柱状的胶囊，胶囊左右两侧分别设有用于固定胶囊左右位置的定位块，胶囊前端设有与导管出口连接的第二管接头，下平板上在胶囊左右两侧分别设有一个压力传感器，每个压力传感器的顶部均与上平板之间设有一个压缩弹簧，压力传感器通过导线连接有显示器。
[0008]采用上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：（1）本专利技术运用胶囊膨胀模拟水力压裂过程，使抽象的课本知识可视化，可以重复使用，很适合教学和科研。
[0009]（2）本专利技术可以实现围压压力实时监测。
[0010]（3）本专利技术能够给学生提供实践的机会，培养学生的动手能力，同时可以加深学生对水力压裂测地应力方法的理解。
[0011]（4）本专利技术体积较小，能在教室和实验室进行，让学生能自己动手操作和近距离观看水压致裂法测地应力的整个过程，理论知识与实践相结合，能让学生更加透彻的理解该部分知识。
[0012]（5）、本专利技术的设计灵感来自教材《岩石力学》水压致裂法测地应力，所以有和书上水压致裂法有一样的特点，就是设备简单，操作简单，一人就可以操作。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1中模拟水力压裂组件的主视图；图3是图2的左视图；图4是图2去掉上平板后的俯视图。
实施方式
[0014]如图1
‑
图4所示，本专利技术的地下工程围岩水力压裂测地应力演示装置，包括钻孔模拟管1、封孔组件、注压力水组件和模拟水力压裂组件；封孔组件将注压力水组件封闭在钻孔模拟管1内，注压力水组件的出口通过导管2与模拟水力压裂组件的进口连接。
[0015]注压力水组件包括第一水压泵3和注水管4，第一水压泵3出口与注水管4进口连接，注水管4出口封堵，注水管4同轴线设置在钻孔模拟管1内，注水管4上开设有注水孔5，钻孔模拟管1上开设有用于连通注水孔5与导管2进口的第一管接头6。
[0016]封孔组件包括第二水压泵7、第一囊袋8、第二囊袋9和封孔管10，第一囊袋8和第二囊袋9的中心孔套装在注水管4上并分别位于注水孔5两侧，封孔管10平行于注水管4，封孔管10穿过第一囊袋8并与第二囊袋9连通，封孔管10上设有与第一囊袋8内部连通的通孔，第二水压泵7出口与封孔管10进口连接，第一囊袋8和第二囊袋9的外圆均与钻孔模拟管1内圆压接密封。
[0017]模拟水力压裂组件包括水平设置且呈长方形的上平板11和下平板12，上平板11位于下平板12正上方，上平板11和下平板12的四个角之间通过四根拉伸弹簧13连接，下平板12上沿前后方向设有一根圆柱状的胶囊14，胶囊14左右两侧分别设有用于固定胶囊14左右位置的定位块15，胶囊14前端设有与导管2出口连接的第二管接头16，下平板12上在胶囊14左右两侧分别设有一个压力传感器17，每个压力传感器17的顶部均与上平板11之间设有一个压缩弹簧18，压力传感器17通过导线连接有显示器19。
[0018]本专利技术的演示过程为：先对注水管4在钻孔模拟管1内部进行封孔，启动第二水压泵7，通过封孔管10向第一囊袋8和第二囊袋9内部注水，第一囊袋8和第二囊袋9膨胀，对钻孔模拟管1实现封孔，即钻孔模拟管1在第一囊袋8和第二囊袋9之间形成圆柱状的封闭腔。然后启动第一水压泵3，注水管4通过注水孔5向封闭腔内注水，高压水再通过导管2注入到下平板12上的胶囊14内，胶囊14充水后膨胀，由于胶囊14左右两侧受到定位孔的阻挡，胶囊14只能向上膨胀，胶囊14向上顶压上平板11，上平板11向上移动，四根拉伸弹簧13进一步被拉伸，两个压缩弹簧18的长度伸长，压缩弹簧18对压力传感器17的压力减小，压力传感器17的示数通过显示器19显示，随着水力压裂的压力增大，地应力逐渐变小，显示器19直观显示水力压裂过程中地应力的大小变化。
[0019]以上实施例说明了本专利技术的基本原理和特点，但上述仅仅说明了本专利技术的较优实施例，并不受所述实施例的限制。本领域的普通技术人员在本专利的启发下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式变形和改进，这些均属于本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术专利和保护范围应以所附权利要求书为准。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.地下工程围岩水力压裂测地应力演示装置，其特征在于：包括钻孔模拟管、封孔组件、注压力水组件和模拟水力压裂组件；封孔组件将注压力水组件封闭在钻孔模拟管内，注压力水组件的出口通过导管与模拟水力压裂组件的进口连接。2.根据权利要求1所述的地下工程围岩水力压裂测地应力演示装置，其特征在于：注压力水组件包括第一水压泵和注水管，第一水压泵出口与注水管进口连接，注水管出口封堵，注水管同轴线设置在钻孔模拟管内，注水管上开设有注水孔，钻孔模拟管上开设有用于连通注水孔与导管进口的第一管接头。3.根据权利要求2所述的地下工程围岩水力压裂测地应力演示装置，其特征在于：封孔组件包括第一水压泵、第一囊袋、第二囊袋和封孔管，第一囊袋和第二囊袋的中心孔套装在注水管上并分别位于注水孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜桃，李回贵，赵明洲，曾鹏，郑榜豪，文朝祥，高志庆，
申请(专利权)人：贵州工程应用技术学院，
类型：发明
国别省市：
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