CN220748242U - 钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，包括水下压力检测器主体，所述水下压力检测器主体上下均连接有连接杆，所述水下压力检测器主体上安装有压力传感器，所述水下压力检测器主体顶部中央连通有压力钢管，所述压力钢管一侧设置有高压软管，所述高压软管连通水下压力检测器主体，所述水下压力检测器主体下方由上到下依次连接有上封隔器、花管以及下封隔器，所述下封隔器下方为钻孔区，其优点在于，通过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，取得可靠的钻孔高压压水（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。
Description
技术领域
本实用新型涉及水电、交通、石油、核电和矿山等岩体工程高压压水（渗透）试验技术领域，具体涉及一种钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置。
背景技术
在高压压水（渗透）试验过程中，试验压力是非常关键的一个参数，通常高压压水（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，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。然而，当试验管路较长、管径相对较小、变径接头较多以及透水流量较大时，会产生较大的压力损失，这部分压力比较难以精确计算，只能通过实测来准确量测，但这在实际工作中难度也较大。
之前，我们已发明了“一种孔内水压力测试方法和装置”，即将压力传感器放置在试验段封隔器上端的试验管路上，解决了试验段封隔器上方所有管路对水压力损失的影响。但是，在实际情况中，水电、交通等工程勘察中采用钻孔的直径通常为75mm，而压水试验的封隔器直径通常为72mm，其中杆的直径和通水管径相对较小，这部的压力损失也难以精确计算。
最好的解决方法是将压力传感器安装在试验段内，可准确测定试验段的水压力，为岩体渗透系数的准确计算提供保证。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，包括水下压力检测器主体，所述水下压力检测器主体上下均连接有连接杆，所述水下压力检测器主体上安装有压力传感器，所述水下压力检测器主体顶部中央连通有压力钢管，所述压力钢管一侧设置有高压软管，所述高压软管连通水下压力检测器主体，所述水下压力检测器主体下方由上到下依次连接有上封隔器、花管以及下封隔器；
所述上封隔器内设置有双通道中杆、橡胶筒、铁头和铁圈，所述双通道中杆内设有试验段进水通道和试验段内水通道，所述试验段进水通道为第一通道，试验段内水通道为第三通道，中杆和橡胶筒之间空隙为第二通道，所述封隔器上端和下端的铁头均设置有第二通道进口以及第三通道出口，所述上封隔器中杆内部第一通道为试验段进水通道，所述第三通道为试验段内水通道，所述第二通道为封隔加压通道，下端所述封隔器第二通道出口与下封隔器相连接；
所述下封隔器为常规封隔器，内设置有单通道中杆、橡胶筒、铁头和铁圈，设置有试验段进水通道和封隔加压通道。
优选的，所述上封隔器为三通道。
优选的，所述下封隔器为双通道。
优选的，所述第一通道接封隔油管，所述第二通道接压力传感器。
优选的，所述封隔加压通道外侧设置有橡胶筒。
优选的，所述橡胶筒两端设置有铁圈，所述铁圈一侧设置有双通道铁头。
优选的，所述封隔器第二通道出口可分为接封隔器第三通道出口以及接封隔器第二通道进口。
本实用新型与现有技术相比，具备以下有益效果：
通过设计出新的试验段内水压力量测装置及三通道封隔器，即将压力测试装置中的压力传感器通过三通道封隔器与试验段直接连通，通过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，取得可靠的钻孔高压压水（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是常规的钻孔高压压水试验系统示意图。
图2是现有的钻孔高压压水试验测试装置的一种结构的正视图。
图3是现有的钻孔高压压水试验测试装置的图2的侧视图。
图4是现有的钻孔高压压水试验测试装置的另一种结构的正视图。
图5是现有的钻孔高压压水试验测试装置的图5的侧视图。
图6是本实用新型的钻孔高压压水试验测试装置的正视图。
图7是本实用新型的钻孔高压压水试验测试装置的侧视图。
图8是本实用新型的三通道封隔器的结构示意图。
图9是本实用新型的钻孔高压压水试验段内压力测试系统示意图。
附图标记：1、试验段进水通道（第一通道）；101、连接杆；2、第二通道进口；3、第三通道出口；4、双通道铁头；5、试验段内水通道（第三通道）；6、铁圈；7、双通道中杆；8、封隔加压通道（第二通道）；9、橡胶筒；10、封隔器第二通道出口；1011、接封隔器第三通道出口；1012、接封隔器第二通道进口；11、试验段内水通道进口；12、上封隔器；13、下封隔器；14、压力钢管；15、高压软管；16、花管；17、压力传感器；18、水下压力检测器主体。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的实施例作进一步详细的描述。
实施例1
请参阅图1至图7，本实用新型提供一种技术方案：钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，包括水下压力检测器主体18，水下压力检测器主体18上下均连接有连接杆101，通过连接杆101进行外部零件的互连，水下压力检测器主体18上安装有压力传感器17，水下压力检测器主体18顶部中央连通有压力钢管14，通过压力钢管14可以进行试验段进水，压力钢管14一侧设置有高压软管15，高压软管15连通水下压力检测器主体18，通过高压软管15进行封隔器的供压，水下压力检测器主体18下方由上到下依次连接有上封隔器12、花管16以及下封隔器13，上封隔器12为三通道，下封隔器13为双通道。
上封隔器12设置有双通道中杆7、中杆外侧设置有橡胶筒9，橡胶筒9两端设置有铁圈6，铁圈6一侧设置有双通道铁头4，通过铁圈6以及双通道铁头4进行整体的强度增加，双通道中杆内设有试验段进水通道（第一通道）1和试验段内水通道（第三通道）5，上封隔器12内部设置有封隔加压通道（第二通道）8，上端的铁头设置有第二通道进口2以及第三通道出口3，第一通道1用于接压力钢管14和花管16，第二通道进口2用于接封隔油管，第三通道出口3用于接压力传感器17，下端的铁头设置有试验段内水通道进口11以及封隔器第二通道出口10，试验段内水通道进口11连通第三通道5，封隔器第二通道出口10连通第二通道8，并与下封隔器13封隔加压通道连接。
1、技术路径
（1）根据高压压水试验的原理，分析试验压力的测量和计算方法。
（2）分析现有的试验段封隔装置的直径和结构，确定压力传感器17安装的位置。
（3）设计制作压力测量装置；定制压力传感器17；室内组装调试；现场实验。
2、钻孔高压压水试验系统和设备
常规钻孔高压压水试验系统和设备参考图1。
目前，钻孔高压压水试验段采用的加压、量测和封隔系统所需的最大压力一般在18MPa左右，最大流量为100L/min。
常规高压压水试验的压力测量，是采用安装在地表试验管路上的压力表测量、或采用有线压力传感器和数字记录仪来测量记录的。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有线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，而管路损失压力需采用实测来提高准确性。
为解决压力测试精度的最有效方法就是将压力传感器17安装在测试（试验）段内。
3、试验段内水压力量测装置
最直接的方法是将压力传感器17安装在试验段内。但是，如果采用有线的压力传感器17，就需解决测线如何通过封隔器问题，主要是如何解决耐压、密封问题，实施难度很大；如果采用无线耐高压压力传感器17时，当孔径较大时比较好布置（另行设计），而现有勘探深孔的孔径相对较小，实施和应用难度较大。
通过对现有试验系统的分析和研究，将压力传感器17设计安装在封隔器的上端，并研制出“一种孔内水压力测试方法和装置”，（见图2），解决了封隔器上部所有试验管路的引起的压力损失问题，该方法和装置取得了发明专利。
由于发明的压力测试装置是连接在封隔器上方的试验管路上，所量测的还是管路上的水压力，当管路中流速较大时，对压力测量精度还是会有所影响。
为此，对已有的设备和设计进行改进，研制出新的试验段内水压力量测装置及三通道封隔器，见图8，即将压力测试装置中的压力传感器17通过三通道封隔器与试验段直接连通，解决了上述的设备的设计问题，同时满足试验段内水压力的测量精度问题。
高压压水试验段内水压力测量工作原理：
首先将压力传感器17（无线自动采集储存）安装到水下压力检测器主体18上，再分别连接上封隔器12、花管16和下封隔器13，组成井下试验段封隔和压力测试系统，然后通过连接试验钢管14和高压软管15，下到预定试验孔深位置；将试验进水管连接到带有流量传感器和有线压力传感器的高压压水试验管路上，同时将连接封隔器的软管一并连接到高压水泵（或油泵）上，将流量传感器和有线压力传感器连接到记录仪上；试验时先向封隔器进水软管15（见图9）内不间断加水（油），使得上下两只封隔器的橡胶筒9不断膨胀并与孔壁岩体紧密接触，当封隔器内压力达到预定的封隔压力，然后关闭管的进水（油）阀门；开始高压压水试验，通过试验钢管14进水口向试验段内供水，记录压力、流量随时间的变化量。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，包括水下压力检测器主体（18），其特征在于：所述水下压力检测器主体（18）上下均连接有连接杆（101），所述水下压力检测器主体（18）上安装有压力传感器（17），所述水下压力检测器主体（18）顶部中央连通有压力钢管（14），所述压力钢管（14）一侧设置有高压软管（15），所述高压软管（15）连通水下压力检测器主体（18），所述水下压力检测器主体（18）下方由上到下依次连接有上封隔器（12）、花管（16）以及下封隔器（13）；
所述上封隔器（12）内设置有双通道中杆（7）、橡胶筒（9）、铁头和铁圈（6），所述双通道中杆（7）内设有试验段进水通道（1）和试验段内水通道（5），所述试验段进水通道（1）为第一通道，试验段内水通道（5）为第三通道，中杆和橡胶筒（9）之间空隙为第二通道，所述封隔器上端和下端的铁头均设置有第二通道进口（2）以及第三通道出口（3），所述上封隔器（12）中杆内部第一通道为试验段进水通道（1），所述第三通道为试验段内水通道（5），所述第二通道为封隔加压通道（8），下端所述封隔器第二通道出口（10）与下封隔器（13）相连接；
所述下封隔器（13）为常规封隔器，内设置有单通道中杆、橡胶筒（9）、铁头和铁圈（6），设置有试验段进水通道（1）和封隔加压通道（8）。
2.根据权利要求1所述的钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，其特征在于：所述上封隔器（12）为三通道。
3.根据权利要求1所述的钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，其特征在于：所述下封隔器（13）为双通道。
4.根据权利要求1所述的钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，其特征在于：所述第一通道接封隔油管，所述第二通道接压力传感器（17）。
5.根据权利要求1所述的钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，其特征在于：所述封隔加压通道（8）外侧设置有橡胶筒（9）。
6.根据权利要求5所述的钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，其特征在于：所述橡胶筒（9）两端设置有铁圈（6），所述铁圈（6）一侧设置有双通道铁头（4）。
7.根据权利要求1所述的钻孔高压压水试验测试段内压力量测装置，其特征在于：所述封隔器第二通道出口（10）可分为接封隔器第三通道出口（1011）以及接封隔器第二通道进口（1012）。
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