CN105806712B - 孔内水压力测试装置及测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种孔内水压力测试装置及测试系统。本发明的目的是提供一种孔内水压力测试装置及测试系统，以取得准确的孔内试验段内的测试压力，为岩体地应力参数和渗透系数的准确计算提供保证。本发明的技术方案是：一种压力测试装置，具有构件体，构件体内制有通水管路和通油管路；其中通水管路包括一进水管路、一出水管路、一连通管路Ⅰ和一测压管路，进水管路与出水管路经连通管路Ⅰ连通，测压管路下端接通连通管路Ⅰ，测压管路上端安装有压力传感器；通油管路具有两个进油管路、一连通管路Ⅱ和一出油管路，两进油管路经连通管路Ⅱ连通出油管路。本发明适用于水电、交通、石油、核电和矿山等岩体工程水压致裂法地应力测试及高压压水试验。
Description
技术领域
本发明涉及一种孔内水压力测试装置及测试系统。适用于水电、交通、石油、核电和矿山等岩体工程水压致裂法地应力测试及高压压水试验。
背景技术
抽水蓄能电站及特大型水电站均具有高水头，深埋地下洞室的特点，地下厂房、高压管道及岔管部位岩体的地应力状态大小、方向，以及围岩在高内水压力作用下的渗透性及渗透稳定性，直接关系到岔管的衬砌型式钢筋混凝土岔管或钢岔管及地下厂房位置、轴线的确定。为了取得上述参数，有必要进行岩体地应力测试、水力劈裂和高压压水渗透试验。
在深孔水压致裂法地应力测试和高压压水渗透试验过程中，测试试验压力是非常关键的一个参数，目前，水压致裂法地应力测试和高压压水渗透试验的压力测定是将压力表或压力传感器安装在地表的测试试验管路上，测试试验段的压力是通过压力表或压力传感器的读数加上水头减去孔隙水压力计算所得。当试验管路较长、变径接头较多及流量较大时，会产生压力损失，这部分压力比较难以精确计算，只能通过实测，但这在实际工作中难度也较大。
水压致裂法地应力测试和钻孔高压压水试验所采用的测试(试验)段封隔系统、压力流量测量系统和压力管道系统等设备大致相同，所不同的是水压致裂法地应力测的所需的压力高最高为40MPa、流量小小于10L/min，高压压水试验所需的压力相对小些小于16MPa、流量较大最高为55L/min。
以往的水压致裂法地应力测试的压力测量，是采用安装在地表测试管路上的压力传感器和数字记录仪来测量记录的；而以往的高压压水试验的压力测量，也是采用安装在地表试验管路上的压力表测量、或采用压力传感器和数字记录仪来测量记录的。
因此，水压致裂法地应力测试段和钻孔高压压水试验段的实际压力，应该等于地表测试试验管路的压力+水头压力-管路损失压力。
地表管路的压力可以通过压力传感器精确测量，水头压力可以根据试验段孔深和钻孔地下水位测量来计算，而管路损失压力可采用实测和经验公式计算。因此，水头压力和管路损失压力的准确值确定难度较大，对测试试验的精度有些影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种孔内水压力测试装置及测试系统，以取得准确的孔内试验段内的测试压力，为岩体地应力参数和渗透系数的准确计算提供保证。
本发明所采用的技术方案是：一种压力测试装置，其特征在于：具有构件体，构件体内制有通水管路和通油管路；
其中通水管路包括一进水管路、一出水管路、一连通管路Ⅰ和一测压管路，进水管路与出水管路经连通管路Ⅰ连通，所述测压管路下端接通连通管路Ⅰ，测压管路上端安装有压力传感器；
所述通油管路具有两个进油管路、一连通管路Ⅱ和一出油管路，两进油管路经连通管路Ⅱ连通出油管路。
所述构件体内、测压管路上端制有空腔，所述压力传感器置于空腔内。
一种孔内水压力测试系统，其特征在于：具有封隔器供压装置、试验供水装置、上下两只封隔器和一只压力测试装置，在钻孔内由下而上依次设置下封隔器、上封隔器和压力测试装置；
所述封隔器供压装置经软管连通压力测试装置中通油管路的进油口，压力测试装置中通油管路的出油口经软管依次连通上封隔器和下封隔器；
所述试验供水装置经压力钢管连通压力测试装置中通水管路的进水口，压力测试装置中通水管路的出水口经压力钢管连通上封隔器，上、下封隔器之间接有花管。
本发明的有益效果是：本发明中压力测试装置结构简单、加工方便、成本较低，通过通水管路配合压力传感器实现孔内准确的压力测试。本发明通过水压致裂法地应力测试和高压压水试验中孔内水压力测试方法和装置的成功研制及现场应用，取得了可靠的水压致裂法地应力测试和钻孔高压压水渗透试验成果，解决了其测试试验压力的精确计算和管路系统压力损失率定难度问题。
附图说明
图1为实施例1中压力测试系统的结构布置示意图。
图2、图3为实施例1中压力测试装置的结构示意图。
图4、图5为实施例2中压力测试装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，本实施例为一种孔内水压力测试系统，具有封隔器供压装置(包括高压电动/手动油泵或高压电动水泵、压力表/压力传感器)、试验供水装置(包括高压电动水泵(根据试验最大压力和流量要求，选定不同型号的高压水泵)、流量计(流量传感器)、压力表(压力传感器)、记录仪、高压阀门、连接钢管(软管))、上下两只封隔器3和一只压力测试装置。其中压力测试装置具有构件体1，构件体内制有通水管路和通油管路，通水管路包括一进水管路101、一出水管路104、一连通管路Ⅰ103和一测压管路102，进水管路101与出水管路104经连通管路Ⅰ103连通，测压管路102下端接通连通管路Ⅰ103，测压管路上端安装有压力传感器2；通油管路具有两个进油管路105、一连通管路Ⅱ106和一出油管路107，两进油管路105经连通管路Ⅱ106连通出油管路107。
本例中下封隔器、上封隔器和压力测试装置由下而上依次设置在钻孔内。封隔器供压装置经软管4连通压力测试装置中通油管路的进油口，压力测试装置中通油管路的出油口经软管4依次连通上封隔器和下封隔器。试验供水装置经压力钢管5连通压力测试装置中通水管路的进水口，压力测试装置中通水管路的出水口经压力钢管5连通上封隔器，上、下封隔器之间接有花管6。
本实施例的工作方法如下：将连接有压力钢管5和油压软管的可膨胀二只封隔器3下到预定孔深位置后，将压力钢管5连接到水压致裂法地应力测试(或高压压水试验)带有流量传感器的管路上，将连接封隔器的软管4连接到高压油泵上，将压力传感器2经导线连接到记录仪上；向封隔器3的软管4内不间断加油，使得上下两只封隔器3的橡胶筒不断膨胀并与孔壁岩体紧密接触，当封隔器3内压力达到预定的封隔压力，然后关闭管的进油阀门；开始水压致裂法地应力测试或高压压水试验，记录压力、流量随时间的变化量。
实施例2：本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于本实施例中构件体1内、测压管路102上端制有空腔108，压力传感器置2于空腔108内(见图4、图5)，以减小压力传感器置2被损坏的风险。
Claims (1)
1.一种孔内水压力测试系统，其特征在于：具有封隔器供压装置、试验供水装置、上下两只封隔器(3)和一只压力测试装置，在钻孔内由下而上依次设置下封隔器、上封隔器和压力测试装置；
所述压力测试装置具有构件体(1)，构件体内制有通水管路和通油管路；
其中通水管路包括一进水管路(101)、一出水管路(104)、一连通管路Ⅰ(103)和一测压管路(102)，进水管路(101)与出水管路(104)经连通管路Ⅰ(103)连通，所述测压管路(102)下端接通连通管路Ⅰ(103)，测压管路上端安装有压力传感器(2)；
所述通油管路具有两个进油管路(105)、一连通管路Ⅱ(106)和一出油管路(107)，两进油管路(105)经连通管路Ⅱ(106)连通出油管路(107)；其中一个进油管路(105)的上端为进油口Ⅰ，下端连通连通管路Ⅱ(106)，另一进油管路的下端连通连通管路Ⅱ(106)，该另一进油管路的上端为进油口Ⅱ，所述出油管路(107)的上端连通管路Ⅱ(106)，油管路(107)下端为出油口；油液能从进油口Ⅰ、Ⅱ进入通油管路并从出油口流出，也能从进油口Ⅰ进入通油管路并从出油口和进油口Ⅱ流出；
所述构件体(1)内、测压管路(102)上端制有空腔(108)，所述压力传感器(2)置于空腔(108)内；
所述封隔器供压装置经软管(4)连通压力测试装置中通油管路的进油口Ⅰ、Ⅱ，压力测试装置中通油管路的出油口经软管(4)依次连通上封隔器和下封隔器；
所述试验供水装置经压力钢管(5)连通压力测试装置中通水管路的进水口，压力测试装置中通水管路的出水口经压力钢管(5)连通上封隔器，上、下封隔器之间接有花管(6)。
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