更新時(shí)間:2024-03-19
煤巖注漿試驗(yàn)及光纖傳感監(jiān)測裝置:恒速恒壓注漿系統(tǒng)及配套的光纖傳感監(jiān)測設(shè)備的系統(tǒng)性能1. 具有1套煤巖注漿系統(tǒng),系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)恒速恒壓注漿,注漿壓力、流速可調(diào),具有現(xiàn)實(shí)的可操作性;2. 注漿系統(tǒng)提供的平臺能夠模擬地層溫度、壓力、滲流條件;3. 光纖傳感監(jiān)測系統(tǒng)能夠獲得注漿過程中煤巖體的滲壓、電阻率變化情況,通過不同位置的滲壓、電阻率變化反映漿液流動情況;
供應(yīng) 煤巖注漿試驗(yàn)及光纖傳感監(jiān)測裝置, 煤巖注漿試驗(yàn)及光纖傳感監(jiān)測裝置報(bào)價(jià), 廠家, 用途
使用說明
一、概述
恒速恒壓注漿系統(tǒng)及配套的光纖傳感監(jiān)測設(shè)備的系統(tǒng)性能
1. 具有1套煤巖注漿系統(tǒng),系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)恒速恒壓注漿,注漿壓力、流速可調(diào),具有現(xiàn)實(shí)的可操作性;
2. 注漿系統(tǒng)提供的平臺能夠模擬地層溫度、壓力、滲流條件;
3. 光纖傳感監(jiān)測系統(tǒng)能夠獲得注漿過程中煤巖體的滲壓、電阻率變化情況,通過不同位置的滲壓、電阻率變化反映漿液流動情況;
二、系統(tǒng)要求
1. 系統(tǒng)組件
根據(jù)系統(tǒng)性能要求,煤巖注漿試驗(yàn)及光纖傳感監(jiān)測系統(tǒng)包括煤巖預(yù)處理子系統(tǒng)、注漿子系統(tǒng)、地層模擬子系統(tǒng)和監(jiān)測子系統(tǒng)四個部分,主要技術(shù)組件如表所示。
系統(tǒng)技術(shù)組件
編號 | 名稱 | 功能 |
1 | 注漿泵 | 提供注漿壓力 |
2 | 注漿管路 | 漿液通道 |
3 | 儲漿罐 | 儲存漿液 |
4 | 注漿平臺 | 注漿試件夾持 |
5 | 手動圍壓泵 | 模擬地層壓力 |
6 | 滲流泵 | 模擬地層滲流條件 |
7 | 恒溫箱 | 模擬地層溫度 |
8 | 壓力傳感器 | 監(jiān)測滲壓 |
9 | 電阻率傳感器 | 監(jiān)測電阻率 |
10 | 控制中心 | 注漿參數(shù)控制,數(shù)據(jù)獲取 |
11 | 煤巖預(yù)處理系統(tǒng) | 對試件進(jìn)行前期處理 |
2. 系統(tǒng)要求
1)注漿泵
①注漿泵為恒速恒壓泵,能夠在注漿過程中提供穩(wěn)定、可調(diào)的注漿壓力、流量,保障注漿試驗(yàn)的可行性和準(zhǔn)確性;
②注漿泵能夠?qū)崿F(xiàn)大多注漿材料的注漿過程,能夠適應(yīng)雙液注漿,具有普適性;
③注漿泵通過計(jì)算機(jī)控制,注漿參數(shù)的設(shè)置應(yīng)該靈活、方便;
④能夠滿足安全要求。
2)注漿管路
注漿管路連接注漿泵與注漿平臺,管路保證足夠強(qiáng)度。
3)注漿平臺
①注漿平臺能夠?yàn)橹睆?/span>12cm的圓柱試塊提供注漿空間,能夠?qū)υ嚰┘訅毫Γ3趾愣囟龋M滲流場;
②平臺強(qiáng)度足夠高,能夠承受12MPa的注漿壓力,安全系數(shù)的大于2,壓力過大時(shí)有預(yù)警裝置;
③結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、外形美觀。
4)監(jiān)測系統(tǒng)
①監(jiān)測系統(tǒng)能夠獲取注漿試塊的實(shí)時(shí)壓力、電阻率變化情況,要求有足夠的精度;
②監(jiān)測系統(tǒng)獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠直觀觀察、方便獲取。
三、技術(shù)指標(biāo)
注漿系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)主要包括壓力指標(biāo)、流量指標(biāo)、監(jiān)測指標(biāo)和其他指標(biāo)。
1. 壓力指標(biāo):注漿壓力0.05~10.0 MPa,可調(diào);地層壓力0~12.0 MPa,可調(diào)。
2. 流量指標(biāo):0.01~600mL/min,可調(diào)。
3. 監(jiān)測指標(biāo):壓力監(jiān)測傳感器監(jiān)測精度達(dá)到0.25級;電阻率監(jiān)測傳感器精度達(dá)到0.1Ω。
4. 其他指標(biāo):恒溫控制范圍20~80℃,可調(diào);滲流壓力0~12.0 MPa,可調(diào)。
四、注漿系統(tǒng)說明
一、注漿系統(tǒng)意義
注漿及注漿效果監(jiān)測的實(shí)驗(yàn)室研究是現(xiàn)階段注漿試驗(yàn)的一個難題,為實(shí)現(xiàn)煤巖注漿試驗(yàn)室內(nèi)化,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室煤巖注漿試驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)高仿真注漿試驗(yàn),獲得煤巖體(孔隙介質(zhì)、裂隙介質(zhì)和松散介質(zhì))的注漿特性,驗(yàn)證煤巖體的可注性。
二、注漿系統(tǒng)簡介
“煤巖注漿試驗(yàn)及光纖傳感監(jiān)測系統(tǒng)”包括注漿系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)兩個部分,注漿系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)恒速恒壓注漿,注漿壓力、流速可調(diào),模擬反映實(shí)際工程現(xiàn)場的條件;監(jiān)測系統(tǒng)能夠監(jiān)測注漿對象的漿液擴(kuò)散規(guī)律(壓力數(shù)據(jù)、流速數(shù)據(jù))。注漿系統(tǒng)簡圖如圖1。
1 監(jiān)測、控制主機(jī) 2注漿泵 3 儲漿罐 4 高溫、高壓注漿平臺 5 圍壓泵 6手動滲流泵 7 電阻率傳感元件 8注漿試件 9壓力傳感元件
圖1 注漿系統(tǒng)概略圖
五、各部分說明
1)監(jiān)測、控制主機(jī)-1:監(jiān)測注漿系統(tǒng)漿液擴(kuò)散規(guī)律,包括漿液壓力、漿液流速等數(shù)據(jù);進(jìn)行注漿參數(shù)的設(shè)置,控制注漿泵,注漿與監(jiān)測系統(tǒng)的反饋與調(diào)節(jié)。
2)注漿泵-2:提供注漿壓力,能夠適應(yīng)單、雙液注漿。
3)儲漿罐-3:漿液儲存。
4)高溫、高壓注漿平臺-4:注漿試塊固定、加溫、加壓,提供注漿環(huán)境。
5)圍壓泵-5:設(shè)置試件圍壓。
6)滲流泵-6:提供注漿過程中的滲流壓力,模擬地層環(huán)境中的滲流場。滲流壓力小于16.0MPa
7)電阻率傳感元件-7:在進(jìn)行化學(xué)漿液注漿的過程中,分析時(shí)間、空間上的環(huán)境電阻率變化,在時(shí)空上獲得試件的漿液擴(kuò)散規(guī)律。
8)注漿試件-8:孔隙介質(zhì)、裂隙介質(zhì)、松散介質(zhì)。
9)壓力傳感元件-9:獲得注漿過程中注漿平臺進(jìn)液端和出液端的漿液壓力參數(shù),并能夠提供過載保護(hù)功能,壓力過大預(yù)警。
二)注漿試件尺寸說明
注漿試件由高壓膠套包裹,試件直徑120mm,高200mm,注漿過程中漿液從注漿平臺的進(jìn)液端注入,進(jìn)行注漿,在裂隙、孔隙中流出的漿液由出液端流出。高壓膠套與注漿試塊接觸面安置電阻率傳感器,能夠獲得注漿過程中注漿試件的電阻率變化情況,以判斷漿液的流動擴(kuò)散情況。如圖2所示。
圖2 注漿試件尺寸及電阻率監(jiān)測元件布置
由計(jì)算機(jī)和工控系統(tǒng)聯(lián)合組成數(shù)據(jù)自動采集處理系統(tǒng)
由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集板,數(shù)據(jù)采集處理軟件組成。可自動實(shí)時(shí)采集注漿壓力、溫度、位移、電阻、流量的變化。
2、注漿泵
注漿壓力0.01~16.0 MPa,可調(diào);地層壓力0~25.0 MPa,可調(diào)。
流量指標(biāo):0.01~600mL/min,可調(diào)。
3、儲泥漿罐
壓力20MPa,容積2000ml,活塞式
4、高壓高溫注漿平臺、壓力倉
巖心規(guī)格?120mmx200mm,通過特殊定制耐溫膠套包裹,模擬不同地層壓力、溫度下的注漿環(huán)境,工作壓力0-20MPa,工作溫度:室溫-160℃。
5、手動圍壓泵
6、光纖位移傳感器
精度0.001mm,可以通過位移傳感器測量漿液的注入量已經(jīng)密度等
7、恒溫控制系統(tǒng)
用于控制電路加熱開關(guān)顯示控制
8、滲流泵
提供注漿過程中的滲流壓力,模擬地層環(huán)境中的滲流場。滲流壓力小于16.0MPa,滲流壓力0.05~16MPa可調(diào),流量0.01~600ml/min
9、電阻率儀
在進(jìn)行化學(xué)漿液注漿的過程中,分析時(shí)間、空間上的環(huán)境電阻率變化,在時(shí)空上獲得試件的漿液擴(kuò)散規(guī)律。
10、采用進(jìn)口西特、森納士壓力變送器測量泵、滲流壓力,壓力變送器數(shù)量4套。
11、恒溫加熱
模擬地層溫度的控制,并與外圍隔離保存溫度
12注漿管路、流程
高壓漿液注入,管路上配備安全控制,超壓自動泄漏。
13、煤巖預(yù)處理
將孔隙介質(zhì)、裂隙介質(zhì)、松散介質(zhì)的煤巖制作成?120x200mm
14、數(shù)據(jù)自動采集處理系統(tǒng)
由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集板,數(shù)據(jù)采集處理軟件組成。可自動實(shí)時(shí)采集注漿系統(tǒng)壓力、溫度的變化。
七、注漿泵具體參數(shù)說明
該系統(tǒng)采用進(jìn)口伺服電機(jī)配合可編程控制器和智能顯示屏對泵的進(jìn)、退、調(diào)速、調(diào)壓等進(jìn)行精確控制,利用動畫演示指示泵的運(yùn)行狀態(tài)和故障,曲線顯示液體流速、流量以及壓力實(shí)時(shí)變化,具有操作簡單、方面的人機(jī)接口界面。
HSB-1 雙缸恒壓恒速泵既可以單杠獨(dú)立工作,也可以雙缸聯(lián)動不斷流工作。單杠、雙缸工作,均有恒壓、恒流、跟蹤三種工作模式,滿足不同客戶的需求。
流量調(diào)節(jié)范圍:0.01~600mL/min
恒流精度:±1%F·S;(≤±1ml/min)
流量顯示精度:0.1mL;
恒壓精度:±1%F·S;
壓力顯示精度:0.1MPa;
單泵容積:800mL,雙泵容積:800mL×2=1600mL;
充液時(shí)間:2min;
電源:220V,50HZ
功率:2.5KW
系統(tǒng)采用800×480的7寸TFT真彩 LCD作為顯示器,有系統(tǒng)運(yùn)行、實(shí)時(shí)曲線、用戶參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和關(guān)于我們等界面。
將雙缸泵體連接到泵控制系統(tǒng),首先打開泵體的電源開關(guān),在無異常情況下打開泵控制系統(tǒng)的電源。系統(tǒng)開始自檢,無需任何操作,進(jìn)入如下的啟動界面。
圖1 HSB-1 雙缸恒壓恒速泵啟動界面
顯示啟動界面后,點(diǎn)擊屏幕的任意位置,進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)行界面。
系統(tǒng)運(yùn)行界面的左上角為菜單欄,右上角為實(shí)時(shí)時(shí)鐘,左邊是雙缸運(yùn)行動畫演示區(qū),右邊是參數(shù)顯示區(qū),zui下面是狀態(tài)欄。
圖2 系統(tǒng)運(yùn)行界面
菜單欄:有系統(tǒng)運(yùn)行、實(shí)時(shí)曲線、用戶參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)和關(guān)于我們五個可選菜單。點(diǎn)擊任意一個菜單,可從當(dāng)前界面切換到相應(yīng)界面。
實(shí)時(shí)時(shí)鐘:實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的“年-月-日 時(shí):分:秒”。
狀態(tài)欄:指示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。
“停止”,雙缸均停止運(yùn)行。
“運(yùn)行”,雙缸中至少有一個泵體在運(yùn)行。
“手動排液”,單缸工作模選擇為排液功能,雙缸工作模不顯示。
“手動吸液”,單缸工作模選擇為吸液功能,雙缸工作模不顯示。
動畫演示區(qū):實(shí)時(shí)顯示雙缸腔體的剩余液量、壓力、進(jìn)出口閥門狀態(tài)、液體流向、伺服狀態(tài)及報(bào)警信息。
“請檢查X泵電源”,當(dāng)泵體正常加電,不顯示該信息;
“過壓報(bào)警”,腔體實(shí)測壓力超過系統(tǒng)設(shè)定的壓力上限;
“遠(yuǎn)程控制中……”,計(jì)算機(jī)通信時(shí)顯示,,點(diǎn)擊,恢復(fù)控制器控制;
“啟動”按鈕,在完成工作模式、壓力和流速等設(shè)定,點(diǎn)擊,系統(tǒng)運(yùn)行;
“排液”按鈕,單缸工作模式選擇排液動作,雙缸模式不顯示;
“吸液”按鈕,單缸工作模式選擇吸液動作,雙缸模式不顯示;
參數(shù)顯示區(qū):定量顯示當(dāng)前實(shí)測數(shù)據(jù)和設(shè)定的參數(shù)。
運(yùn)行模式,顯示用戶選擇的工作模式;
設(shè)定壓差,跟蹤模式顯示設(shè)定的壓差值,恒壓模式顯示設(shè)定的壓力,恒流模式顯示設(shè)定的流速。
注:點(diǎn)擊下圖數(shù)字顯示區(qū)域,則顯示數(shù)字鍵盤,可實(shí)時(shí)修改設(shè)定的相應(yīng)參數(shù)。
入口壓力,跟蹤模式顯示泵體入口處的實(shí)時(shí)壓力,其他模式不顯示;
當(dāng)前壓力,顯示A泵和B泵當(dāng)前的壓力,單位MPa;
實(shí)際流速,顯示A泵和B泵當(dāng)前的流速,單位ml/min;
剩余液量,顯示A泵和B泵腔體內(nèi)剩余液體體積,單位ml;
當(dāng)前狀態(tài),顯示A泵和B泵處于跟蹤、停止、吸液還是排液狀態(tài);
累計(jì)流量,顯示總的排液量,“清零”按鈕可清為零。
實(shí)時(shí)曲線如圖3所示,分別顯示A泵和B泵實(shí)時(shí)壓力、流速,顯示時(shí)長為10min。
圖3 實(shí)時(shí)曲線界面
圖4 用戶參數(shù)界面1
用戶參數(shù)界面可進(jìn)行壓力、流速和模式的設(shè)置。
設(shè)定壓力,恒壓模式工作在該壓力下,設(shè)置值不能超過壓力上限;
設(shè)定流速,恒流模式工作在該流速下,設(shè)定值不能超過50ml/min;
模式選擇,本系統(tǒng)提供七種工作模式,A泵恒壓、A泵恒流、B泵恒壓、B泵恒流是單泵工作模式,AB泵恒壓、AB泵恒流、AB泵跟蹤是雙缸工作模式。
圖5 用戶參數(shù)界面2
注:選擇為AB泵跟蹤模式,顯示界面如圖5所示。跟蹤模式需要外接入口壓力傳感器(或4-20mA電流輸入接2、3腳)設(shè)定入壓滿度(即傳感器上限值)、入壓零漂和壓差。
菜單選擇系統(tǒng)參數(shù),打開如圖6所示的登陸界面,用戶可點(diǎn)擊取消,進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)界面,如圖7所示。
圖6 用戶登陸界面
系統(tǒng)參數(shù)為產(chǎn)品出廠前參數(shù)設(shè)置,用戶只能瀏覽,不能進(jìn)行任何操作。點(diǎn)擊菜單中其他任何選項(xiàng),退出系統(tǒng)參數(shù)界面,給出圖8所示提示,用戶點(diǎn)擊“是”。
圖7 系統(tǒng)參數(shù)界面
圖8 退出系統(tǒng)參數(shù)提示界面
對產(chǎn)品生產(chǎn)公司進(jìn)行說明,提供和。
1. 系統(tǒng)啟動時(shí)出現(xiàn)如圖10所示提示,請檢查PLC與觸摸屏的通信電纜和電源。
圖10 通信失敗提示
2. 運(yùn)行界面出現(xiàn)“請檢查A泵電源”或“請檢查B泵電源”提示,請檢查泵是否有電,或控制電纜的連接。
3. 運(yùn)行界面出現(xiàn)“過壓報(bào)警”,泵腔體內(nèi)壓力超過設(shè)定上限,排除故障后點(diǎn)擊改點(diǎn),恢復(fù)正常。
六、泵手輪、插銷操作
1.電動操作
電動操作時(shí)鏈輪插銷,大手輪插銷必須插入銷孔,小手輪脫開;
2.用大手輪快速進(jìn)、退泵
將大手輪插銷拔出,轉(zhuǎn)動大手輪,可快速進(jìn)、退泵。
3.用小手輪加壓
拔出鏈輪插銷,將大手輪插銷插入,轉(zhuǎn)動小手輪,可用小手輪手動加壓。