CN110441214A - 煤样裂缝渗透测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
煤样裂缝渗透测试装置,包括圆形固定板、下定位安装组件和上定位安装组件,下定位安装组件和上定位安装组件固定连接,下定位安装组件和上定位安装组件之间设置有煤样柱,下定位安装组件固定安装在圆形固定板的上表面,上定位安装组件的上侧固定安装有第一环形固定板,圆形固定板与第一环形固定板之间圆周阵列设置有若干个升降组件,每个升降组件上均安装有渗透机构和裂缝观测机构,下定位安装组件和上定位安装组件之间圆周阵列设置有若干根加热电阻棒,第一环形固定板上安装有旋转调节机构。本发明设计科学,结构合理,可以经济有效地探索不同温度下不同煤阶煤储层的裂缝变化规律,为煤储层的改造提供一种直观、可定量的研究方法。
Description
技术领域
本发明涉及煤层渗透测试技术领域,具体的说,涉及一种煤样裂缝渗透测试装置及其测试方法。
背景技术
作为一种清洁能源,煤层气的开发利用既有利于解决煤矿安全问题,也有利于保障我国天然气供应、减少温室气体的排放。我国煤层气资源丰富,但迄今为止煤层气的勘探开发效果并不理想,煤储层较低的渗透率成为制约煤层气产出的重要因素。
煤层气开发过程中通常采用压裂的方式对煤储层进行改造,然而传统的压裂除了会造成水污染且可能诱发地震,更重要的,对于低煤阶等质地较软的煤储层,压裂对储层的改造效果较差。在加热煤岩的过程中我们发现,煤基质中易产生大量的微裂隙,尤其是低煤阶储层,随着加热大量水分脱除,储层收缩明显,从而产生大量的裂隙,储层渗透率得到显著改善。由于通过加热的方式改善煤储层目前尚缺少有效的探索,在井下进行实施实验不仅成本高且难以观察裂缝的扩展规律。
为了解决以上存在的问题,人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤样裂缝渗透测试装置及其测试方法,本发明设计科学,结构合理,可以经济有效地探索不同温度下不同煤阶煤储层的裂缝变化规律,为煤储层的改造提供一种直观、可定量的研究方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
煤样裂缝渗透测试装置,包括圆形固定板、下定位安装组件和上定位安装组件,下定位安装组件和上定位安装组件的结构相同且上下对称,下定位安装组件和上定位安装组件固定连接,下定位安装组件和上定位安装组件之间设置有竖向设置的煤样柱,圆形固定板水平设置,圆形固定板的下表面圆周阵列设置有若干根竖直支撑腿,下定位安装组件固定安装在圆形固定板的上表面,上定位安装组件的上侧固定安装有第一环形固定板,圆形固定板与第一环形固定板之间围绕煤样柱圆周阵列设置有若干个升降组件,每个升降组件上均安装有渗透机构和裂缝观测机构,下定位安装组件和上定位安装组件之间围绕煤样柱圆周阵列设置有若干根均竖向设置的加热电阻棒,第一环形固定板上安装有用于驱动煤样柱旋转的旋转调节机构。
下定位安装组件包括第二环形固定板,第二环形固定板的下表面与圆形固定板的上表面通过第一连接柱固定连接,圆形固定板、煤样柱和第二环形固定板的中心线重合,第二环形固定板的上表面设有同中心的定位环,煤样柱的直径大于第二环形固定板的内径且小于定位环内径,煤样柱的底面紧压在第二环形固定板的上表面,煤样柱的下端位于定位环内,第二环形固定板的上表面圆周阵列设有若干个电连接插座,第二环形固定板的外圆边缘沿其径向对称设有两块水平连接板;各根加热电阻棒的上下两端分别对应安装在上侧的各个电连接插座和下侧的各个电连接插座内,下侧的两块水平连接板与上侧的两块水平连接板上下对应且之间均通过紧固螺母固定连接有一根紧固螺柱。
每个升降组件均包括丝杠电机、丝杠、两根导杆和升降导块,丝杠电机固定安装在圆形固定板的下表面外边缘,丝杠电机的动力轴、丝杠和两根导杆均竖直设置,丝杠的下端穿过圆形固定板与丝杠电机的动力轴同轴向传动连接,丝杠的上端转动安装在第一环形固定板上,两根导杆的两端分别固定安装在圆形固定板和第一环形固定板上,丝杠位于两根导杆的中间,升降导块上开设有一个螺纹通孔和两个导向光孔,螺纹通孔和两个导向光孔均上下通透,螺纹通孔位于两个导向光孔的中间,丝杠穿过螺纹通孔并与升降导块螺纹传动连接,两根导杆分别对应穿过两个导向光孔。
渗透机构包括压紧固定座、两根压簧杆、一块压紧导块、渗透支撑板和L型渗透管,压紧固定座固定连接在沿圆形固定板径向上的升降导块内侧面,两根压簧杆等高平行设置,两根压簧杆的外端均螺纹固定连接在压紧固定座内侧面上,渗透支撑板的长度方向沿圆形固定板径向设置并位于两根压簧杆的正下方,渗透支撑板的外侧部上表面与压紧固定座下侧面固定连接,两根压簧杆穿过压紧导块,压紧导块与压紧固定座之间设置有两根分别套装在两根压簧杆上的压簧,渗透支撑板的上表面沿圆形固定板径向间隔设有两个导向环,压紧导块位于两个导向环之间,L型渗透管由透明材料制成,L型渗透管与丝杠位于同一竖直平面上,L型渗透管包括竖向段和沿圆形固定板的径向方向设置的水平段,L型渗透管的水平段由外至内依次穿过外侧的导向环、压紧导块和内侧的导向环,L型渗透管的水平段与压紧导块之间紧固连接,L型渗透管的水平段的端口设有与煤样柱的圆周侧壁密封接触的环形密封圈,L型渗透管内储存有微磁性颗粒,L型渗透管的竖向段设有刻度,L型渗透管的竖向段向内折弯由第一环形固定板的内侧向上伸出。
裂缝观测机构包括观测支撑板和两套摄像观测组件,观测支撑板水平固定连接在升降导块上且位于升降导块的外侧,两套摄像观测组件的结构相同且关于L型渗透管的水平段对称设置在观测支撑板上,每套摄像观测组件均包括第一转动马达、第一转动座、第二转动马达、第二转动座和摄像头,第一转动马达固定安装在观测支撑板上,第一转动马达的动力轴平行于L型渗透管的水平段,第一转动座固定安装在第一转动马达的动力轴上,第二转动马达固定安装在第一转动座上,第二转动马达的动力轴与第一转动马达的动力轴垂直,第二转动座固定安装在第二转动马达的动力轴上,摄像头安装在第二转动座上,摄像头的摄像方向朝向煤样柱。
旋转调节机构包括煤样柱连接架,煤样柱连接架包括均水平设置的上连接板和下连接板,上连接板的下表面与下连接板上表面通过第二连接柱固定连接;下连接板的中部开设有方形卡接孔,煤样柱的顶部中心设有方形凸起,方形凸起匹配卡接在方形卡接孔中;
上连接板的顶部两端分别传动连接有一套驱动机构,两套驱动机构关于煤样柱的中心线中心对称布置,每套驱动机构均包括一块旋转板和一个推动气缸,旋转板沿第一环形固定板的径向竖直设置,旋转板的下侧边焊接在上连接板的上表面,旋转板中部开设有限位长孔,推动气缸固定安装在第一环形固定板的上表面,推动气缸的活塞杆穿过限位长孔,推动气缸的活塞杆上螺纹连接有两个分别位于限位长孔两侧的限位螺母。
煤样裂缝渗透测试装置的测试方法,包括以下步骤:
(1)、将制作好的煤样柱放置在下定位安装组件的第二环形固定板上,然后将上定位安装组件的第二环形固定板放置在煤样柱的上方,使下连接板的方形卡接孔套在煤样柱顶部的方形凸起上,再将各个加热电阻棒的上下两端分别安装在上侧的各个电连接插座和下侧的各个电连接插座内,并且将各个升降组件的丝杠、两根导杆上端分别安装在第一环形固定板上,之后两根紧固螺柱的上下两端分别固定连接在上侧的两块水平连接板与下侧的两块水平连接板,各个加热电阻棒通电对煤样柱均匀加热至设定温度,煤样柱表面因烘烤而产生裂缝;
(2)、启动各个丝杠电机,丝杠电机驱动丝杠转动,丝杠传动升降导块上下移动,则L型渗透管的下端水平管的端口沿煤样柱的外壁上下移动,当L型渗透管的下端水平管的端口移动至煤样柱的外壁上的裂缝处时,L型渗透管内储存的微磁性颗粒便会因重力而进入到裂缝中,L型渗透管内的微磁性颗粒液位出现下降,停止丝杠电机,L型渗透管的下端水平管的端口停在煤样柱的外壁上的裂缝处,随着裂缝的扩展,L型渗透管内储存的微磁性颗粒不断进入到煤样柱内的裂缝中,通过读取L型渗透管中的微磁性颗粒液位的刻度值变化计算出裂缝的体积,当L型渗透管中的微磁性颗粒液位不再下降时,启动丝杠电机,将L型渗透管从煤样柱的外壁上的裂缝处移走,再在该裂缝处涂抹密封胶,将该裂缝表面缝隙封堵防止裂缝中的微磁性颗粒流出;各个丝杠电机独自工作,分别测试出各个L型渗透管的竖向路径所覆盖的煤样柱外壁上的裂缝;
(3)、L型渗透管内储存的微磁性颗粒不断进入到煤样柱内的裂缝中的同时,摄像头通过第一转动马达和第二转动马达的调节拍摄不同角度下的裂缝,记录下裂缝发展及走势情况;
(4)、当各个L型渗透管均完成对其竖向路径所覆盖的煤样柱外壁上的裂缝测试后,启动两个推动气缸,两个推动气缸的活塞杆伸缩驱动两块旋转板绕第一环形固定板的中心旋转一定角度,则煤样柱连接架带动煤样柱绕其中心旋转一定角度,重复步骤(2)和(3),使各个L型渗透管完成对其竖向路径所覆盖的煤样柱外壁上的裂缝测试,各个摄像头对应拍摄不同角度下的裂缝,记录下裂缝发展及走势情况,如此,即可完成在该温度条件下煤样柱的裂缝渗透测试;
(5)、根据测试需要,改变各个加热电阻棒的加热温度,重复步骤(2)、(3)和(4),完成在不同温度条件下煤样柱的裂缝渗透测试。
本发明设计科学,结构合理,通过模拟的方式研究加热条件下煤样柱的裂缝的产生方式及发展效果,可以经济有效地探索不同温度下不同煤阶煤储层的裂缝变化规律,为煤储层的改造提供一种直观、可定量的研究方法。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的轴测图。
图3是本发明的剖视图。
图4是本发明的部分结构示意图。
图5是本发明的升降组件、渗透机构和裂缝观测机构的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1-图5所示,煤样裂缝渗透测试装置,包括圆形固定板1、下定位安装组件和上定位安装组件,下定位安装组件和上定位安装组件的结构相同且上下对称,下定位安装组件和上定位安装组件固定连接,下定位安装组件和上定位安装组件之间设置有竖向设置的煤样柱6,圆形固定板1水平设置,圆形固定板1的下表面圆周阵列设置有若干根竖直支撑腿4,下定位安装组件固定安装在圆形固定板1的上表面,上定位安装组件的的上侧固定安装有第一环形固定板5,圆形固定板1与第一环形固定板5之间围绕煤样柱6圆周阵列设置有若干个升降组件,每个升降组件上均安装有渗透机构和裂缝观测机构,下定位安装组件和上定位安装组件之间围绕煤样柱6圆周阵列设置有若干根均竖向设置的加热电阻棒7,第一环形固定板5上安装有用于驱动煤样柱6旋转的旋转调节机构。
下定位安装组件包括第二环形固定板2,第二环形固定板2的下表面与圆形固定板1的上表面通过第一连接柱固定连接,圆形固定板1、煤样柱6和第二环形固定板2的中心线重合,第二环形固定板2的上表面设有同中心的定位环8,煤样柱6的直径大于第二环形固定板2的内径且小于定位环8内径,煤样柱6的底面紧压在第二环形固定板2的上表面,煤样柱6的下端位于定位环8内,第二环形固定板2的上表面圆周阵列设有若干个电连接插座10,第二环形固定板2的外圆边缘沿其径向对称设有两块水平连接板9;各根加热电阻棒7的上下两端分别对应安装在上侧的各个电连接插座10和下侧的各个电连接插座10内,下侧的两块水平连接板9与上侧的两块水平连接板9上下对应且之间均通过紧固螺母11固定连接有一根紧固螺柱12。
每个升降组件均包括丝杠电机13、丝杠14、两根导杆15和升降导块16,丝杠电机13固定安装在圆形固定板1的下表面外边缘,丝杠电机13的动力轴、丝杠14和两根导杆15均竖直设置,丝杠14的下端穿过圆形固定板1与丝杠电机13的动力轴同轴向传动连接,丝杠14的上端转动安装在第一环形固定板5上,两根导杆15的两端分别固定安装在圆形固定板1和第一环形固定板5上,丝杠14位于两根导杆15的中间,升降导块16上开设有一个螺纹通孔和两个导向光孔,螺纹通孔和两个导向光孔均上下通透,螺纹通孔位于两个导向光孔的中间,丝杠14穿过螺纹通孔并与升降导块16螺纹传动连接,两根导杆15分别对应穿过两个导向光孔。
每个渗透机构均包括压紧固定座17、两根压簧杆18、一块压紧导块19、渗透支撑板20和L型渗透管21,压紧固定座17固定连接在沿圆形固定板1径向上的升降导块16内侧面,两根压簧杆18等高平行设置,两根压簧杆18的外端均螺纹固定连接在压紧固定座17内侧面上,渗透支撑板20的长度方向沿圆形固定板1径向设置并位于两根压簧杆18的正下方,渗透支撑板20的外侧部上表面与压紧固定座17下侧面固定连接,两根压簧杆18穿过压紧导块19,压紧导块19与压紧固定座17之间设置有两根分别套装在两根压簧杆18上的压簧22,渗透支撑板20的上表面沿圆形固定板1径向间隔设有两个导向环23,压紧导块19位于两个导向环23之间,L型渗透管21由透明材料制成,L型渗透管21与丝杠14位于同一竖直平面上,L型渗透管21包括竖向段和沿圆形固定板1的径向方向设置的水平段,L型渗透管21的水平段由外至内依次穿过外侧的导向环23、压紧导块19和内侧的导向环23,L型渗透管21的水平段与压紧导块19之间紧固连接,L型渗透管21的水平段的端口设有与煤样柱6的圆周侧壁密封接触的环形密封圈,L型渗透管21内储存有微磁性颗粒,L型渗透管21的竖向段设有刻度,L型渗透管21的竖向段向内折弯由第一环形固定板5的内侧向上伸出。
裂缝观测机构包括观测支撑板24和两套摄像观测组件,观测支撑板24水平固定连接在升降导块16上且位于升降导块16的外侧,两套摄像观测组件的结构相同且关于L型渗透管21的水平段对称设置在观测支撑板24上,每套摄像观测组件均包括第一转动马达25、第一转动座26、第二转动马达27、第二转动座28和摄像头29,第一转动马达25固定安装在观测支撑板24上,第一转动马达25的动力轴平行于L型渗透管21的水平段,第一转动座26固定安装在第一转动马达25的动力轴上,第二转动马达27固定安装在第一转动座26上,第二转动马达27的动力轴与第一转动马达25的动力轴垂直,第二转动座28固定安装在第二转动马达27的动力轴上,摄像头29安装在第二转动座28上,摄像头29的摄像方向朝向煤样柱6。
旋转调节机构包括煤样柱连接架,煤样柱连接架包括均水平设置的上连接板34和下连接板35,上连接板34的下表面与下连接板35上表面通过第二连接柱固定连接;下连接板35的中部开设有方形卡接孔36,煤样柱6的顶部中心设有方形凸起3,方形凸起3匹配卡接在方形卡接孔36中;
上连接板34的顶部两端分别传动连接有一套驱动机构,两套驱动机构关于煤样柱6的中心线中心对称布置,每套驱动机构均包括一块旋转板31和一个推动气缸30,旋转板31沿第一环形固定板5的径向竖直设置,旋转板31的下侧边焊接在上连接板34的上表面,旋转板31中部开设有限位长孔32,推动气缸30固定安装在第一环形固定板5的上表面,推动气缸30的活塞杆穿过限位长孔32,推动气缸30的活塞杆上螺纹连接有两个分别位于限位长孔32两侧的限位螺母33。
煤样裂缝渗透测试装置的测试方法,包括以下步骤:
(1)、将制作好的煤样柱6放置在下定位安装组件的第二环形固定板2上,然后将上定位安装组件的第二环形固定板2放置在煤样柱6的上方,使下连接板35的方形卡接孔36套在煤样柱6顶部的方形凸起3上,再将各个加热电阻棒7的上下两端分别安装在上侧的各个电连接插座10和下侧的各个电连接插座10内,并且将各个升降组件的丝杠14、两根导杆15上端分别安装在第一环形固定板5上,之后两根紧固螺柱12的上下两端分别固定连接在上侧的两块水平连接板9与下侧的两块水平连接板9,各个加热电阻棒7通电对煤样柱6均匀加热至设定温度,煤样柱6表面因烘烤而产生裂缝;
(2)、启动各个丝杠电机13,丝杠电机13驱动丝杠14转动,丝杠14传动升降导块16上下移动,则L型渗透管21的下端水平管的端口沿煤样柱6的外壁上下移动,当L型渗透管21的下端水平管的端口移动至煤样柱6的外壁上的裂缝处时,L型渗透管21内储存的微磁性颗粒便会因重力而进入到裂缝中,L型渗透管21内的微磁性颗粒液位出现下降,停止丝杠电机13,L型渗透管21的下端水平管的端口停在煤样柱6的外壁上的裂缝处,随着裂缝的扩展,L型渗透管21内储存的微磁性颗粒不断进入到煤样柱6内的裂缝中,通过读取L型渗透管21中的微磁性颗粒液位的刻度值变化计算出裂缝的体积,当L型渗透管21中的微磁性颗粒液位不再下降时,启动丝杠电机13,将L型渗透管21从煤样柱6的外壁上的裂缝处移走,再在该裂缝处涂抹密封胶,将该裂缝表面缝隙封堵防止裂缝中的微磁性颗粒流出;各个丝杠电机13独自工作,分别测试出各个L型渗透管21的竖向路径所覆盖的煤样柱6外壁上的裂缝;
(3)、L型渗透管21内储存的微磁性颗粒不断进入到煤样柱6内的裂缝中的同时,摄像头29通过第一转动马达25和第二转动马达27的调节拍摄不同角度下的裂缝,记录下裂缝发展及走势情况;
(4)、当各个L型渗透管21均完成对其竖向路径所覆盖的煤样柱6外壁上的裂缝测试后,启动两个推动气缸30,两个推动气缸30的活塞杆伸缩驱动两块旋转板31绕第一环形固定板5的中心旋转一定角度,则煤样柱连接架带动煤样柱6绕其中心旋转一定角度,重复步骤(2)和(3),使各个L型渗透管21完成对其竖向路径所覆盖的煤样柱6外壁上的裂缝测试,各个摄像头29对应拍摄不同角度下的裂缝,记录下裂缝发展及走势情况,如此,即可完成在该温度条件下煤样柱6的裂缝渗透测试;
(5)、根据测试需要,改变各个加热电阻棒7的加热温度,重复步骤(2)、(3)和(4),完成在不同温度条件下煤样柱6的裂缝渗透测试。
本发明设计科学,结构合理,通过模拟的方式研究加热条件下煤样柱的裂缝的产生方式及发展效果,可以经济有效地探索不同温度下不同煤阶煤储层的裂缝变化规律,为煤储层的改造提供一种直观、可定量的研究方法。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解;依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.煤样裂缝渗透测试装置,其特征在于:包括圆形固定板、下定位安装组件和上定位安装组件,下定位安装组件和上定位安装组件的结构相同且上下对称,下定位安装组件和上定位安装组件固定连接,下定位安装组件和上定位安装组件之间设置有竖向设置的煤样柱,圆形固定板水平设置,圆形固定板的下表面圆周阵列设置有若干根竖直支撑腿,下定位安装组件固定安装在圆形固定板的上表面,上定位安装组件的上侧固定安装有第一环形固定板,圆形固定板与第一环形固定板之间围绕煤样柱圆周阵列设置有若干个升降组件,每个升降组件上均安装有渗透机构和裂缝观测机构,下定位安装组件和上定位安装组件之间围绕煤样柱圆周阵列设置有若干根均竖向设置的加热电阻棒,第一环形固定板上安装有用于驱动煤样柱旋转的旋转调节机构。
2.根据权利要求1所述的煤样裂缝渗透测试装置,其特征在于:下定位安装组件包括第二环形固定板,第二环形固定板的下表面与圆形固定板的上表面通过第一连接柱固定连接,圆形固定板、煤样柱和第二环形固定板的中心线重合,第二环形固定板的上表面设有同中心的定位环,煤样柱的直径大于第二环形固定板的内径且小于定位环内径,煤样柱的底面紧压在第二环形固定板的上表面,煤样柱的下端位于定位环内,第二环形固定板的上表面圆周阵列设有若干个电连接插座,第二环形固定板的外圆边缘沿其径向对称设有两块水平连接板;各根加热电阻棒的上下两端分别对应安装在上侧的各个电连接插座和下侧的各个电连接插座内,下侧的两块水平连接板与上侧的两块水平连接板上下对应且之间均通过紧固螺母固定连接有一根紧固螺柱。
3.根据权利要求2所述的煤样裂缝渗透测试装置,其特征在于:每个升降组件均包括丝杠电机、丝杠、两根导杆和升降导块,丝杠电机固定安装在圆形固定板的下表面外边缘,丝杠电机的动力轴、丝杠和两根导杆均竖直设置,丝杠的下端穿过圆形固定板与丝杠电机的动力轴同轴向传动连接,丝杠的上端转动安装在第一环形固定板上,两根导杆的两端分别固定安装在圆形固定板和第一环形固定板上,丝杠位于两根导杆的中间,升降导块上开设有一个螺纹通孔和两个导向光孔,螺纹通孔和两个导向光孔均上下通透,螺纹通孔位于两个导向光孔的中间,丝杠穿过螺纹通孔并与升降导块螺纹传动连接,两根导杆分别对应穿过两个导向光孔。
4.根据权利要求3所述的煤样裂缝渗透测试装置,其特征在于:渗透机构包括压紧固定座、两根压簧杆、一块压紧导块、渗透支撑板和L型渗透管,压紧固定座固定连接在沿圆形固定板径向上的升降导块内侧面,两根压簧杆等高平行设置,两根压簧杆的外端均螺纹固定连接在压紧固定座内侧面上,渗透支撑板的长度方向沿圆形固定板径向设置并位于两根压簧杆的正下方,渗透支撑板的外侧部上表面与压紧固定座下侧面固定连接,两根压簧杆穿过压紧导块,压紧导块与压紧固定座之间设置有两根分别套装在两根压簧杆上的压簧,渗透支撑板的上表面沿圆形固定板径向间隔设有两个导向环,压紧导块位于两个导向环之间,L型渗透管由透明材料制成,L型渗透管与丝杠位于同一竖直平面上,L型渗透管包括竖向段和沿圆形固定板的径向方向设置的水平段,L型渗透管的水平段由外至内依次穿过外侧的导向环、压紧导块和内侧的导向环,L型渗透管的水平段与压紧导块之间紧固连接,L型渗透管的水平段的端口设有与煤样柱的圆周侧壁密封接触的环形密封圈,L型渗透管内储存有微磁性颗粒,L型渗透管的竖向段设有刻度,L型渗透管的竖向段向内折弯由第一环形固定板的内侧向上伸出。
5.根据权利要求4所述的煤样裂缝渗透测试装置,其特征在于:裂缝观测机构包括观测支撑板和两套摄像观测组件,观测支撑板水平固定连接在升降导块上且位于升降导块的外侧,两套摄像观测组件的结构相同且关于L型渗透管的水平段对称设置在观测支撑板上,每套摄像观测组件均包括第一转动马达、第一转动座、第二转动马达、第二转动座和摄像头,第一转动马达固定安装在观测支撑板上,第一转动马达的动力轴平行于L型渗透管的水平段,第一转动座固定安装在第一转动马达的动力轴上,第二转动马达固定安装在第一转动座上,第二转动马达的动力轴与第一转动马达的动力轴垂直,第二转动座固定安装在第二转动马达的动力轴上,摄像头安装在第二转动座上,摄像头的摄像方向朝向煤样柱。
6.根据权利要求5所述的煤样裂缝渗透测试装置,其特征在于:旋转调节机构包括煤样柱连接架,煤样柱连接架包括均水平设置的上连接板和下连接板,上连接板的下表面与下连接板上表面通过第二连接柱固定连接;下连接板的中部开设有方形卡接孔,煤样柱的顶部中心设有方形凸起,方形凸起匹配卡接在方形卡接孔中;
上连接板的顶部两端分别传动连接有一套驱动机构,两套驱动机构关于煤样柱的中心线中心对称布置,每套驱动机构均包括一块旋转板和一个推动气缸,旋转板沿第一环形固定板的径向竖直设置,旋转板的下侧边焊接在上连接板的上表面,旋转板中部开设有限位长孔,推动气缸固定安装在第一环形固定板的上表面,推动气缸的活塞杆穿过限位长孔,推动气缸的活塞杆上螺纹连接有两个分别位于限位长孔两侧的限位螺母。
7.如权利要求6中所述的煤样裂缝渗透测试装置的测试方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、将制作好的煤样柱放置在下定位安装组件的第二环形固定板上,然后将上定位安装组件的第二环形固定板放置在煤样柱的上方,使下连接板的方形卡接孔套在煤样柱顶部的方形凸起上,再将各个加热电阻棒的上下两端分别安装在上侧的各个电连接插座和下侧的各个电连接插座内,并且将各个升降组件的丝杠、两根导杆上端分别安装在第一环形固定板上,之后两根紧固螺柱的上下两端分别固定连接在上侧的两块水平连接板与下侧的两块水平连接板,各个加热电阻棒通电对煤样柱均匀加热至设定温度,煤样柱表面因烘烤而产生裂缝;
(2)、启动各个丝杠电机,丝杠电机驱动丝杠转动,丝杠传动升降导块上下移动,则L型渗透管的下端水平管的端口沿煤样柱的外壁上下移动,当L型渗透管的下端水平管的端口移动至煤样柱的外壁上的裂缝处时,L型渗透管内储存的微磁性颗粒便会因重力而进入到裂缝中,L型渗透管内的微磁性颗粒液位出现下降,停止丝杠电机,L型渗透管的下端水平管的端口停在煤样柱的外壁上的裂缝处,随着裂缝的扩展,L型渗透管内储存的微磁性颗粒不断进入到煤样柱内的裂缝中,通过读取L型渗透管中的微磁性颗粒液位的刻度值变化计算出裂缝的体积,当L型渗透管中的微磁性颗粒液位不再下降时,启动丝杠电机,将L型渗透管从煤样柱的外壁上的裂缝处移走,再在该裂缝处涂抹密封胶,将该裂缝表面缝隙封堵防止裂缝中的微磁性颗粒流出;各个丝杠电机独自工作,分别测试出各个L型渗透管的竖向路径所覆盖的煤样柱外壁上的裂缝;
(3)、L型渗透管内储存的微磁性颗粒不断进入到煤样柱内的裂缝中的同时,摄像头通过第一转动马达和第二转动马达的调节拍摄不同角度下的裂缝,记录下裂缝发展及走势情况;
(4)、当各个L型渗透管均完成对其竖向路径所覆盖的煤样柱外壁上的裂缝测试后,启动两个推动气缸,两个推动气缸的活塞杆伸缩驱动两块旋转板绕第一环形固定板的中心旋转一定角度,则煤样柱连接架带动煤样柱绕其中心旋转一定角度,重复步骤(2)和(3),使各个L型渗透管完成对其竖向路径所覆盖的煤样柱外壁上的裂缝测试,各个摄像头对应拍摄不同角度下的裂缝,记录下裂缝发展及走势情况,如此,即可完成在该温度条件下煤样柱的裂缝渗透测试;
(5)、根据测试需要,改变各个加热电阻棒的加热温度,重复步骤(2)、(3)和(4),完成在不同温度条件下煤样柱的裂缝渗透测试。
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