LT-50水壓致裂試驗系統

水壓致裂應力測量方法簡介：

由于水壓致裂法能在深鉆孔中測量巖石應力并且具有花費較少的優點，因而得到了廣泛的應用。測量原理表明，水壓致裂應力測量過程中的一些特征壓力點，如破裂壓力Pb、重張壓力Pr、關閉壓力Ps等與巖石應力有關。由于對于誘發破裂的產生、閉合及重張的機制還不十分了解，因此有幾種準則的公式用于巖石應力的計算。對于破裂性態的研究已作了很多理論和實驗工作。雖然實驗室實驗有它的優點，但也有其局限性，如尺寸效應。大尺度水壓致裂過程中破裂性狀的研究是非常重要的。本著這一觀點，原地水壓致裂試驗選擇在具有很少自然節理的均勻巖體位置段進行。

實驗過程：（類似過程描述）

1、儀器及設備

如圖2.2-1所示，在試驗場，我們采用了雙回路水壓致裂應力測量系統進行原地應力測量(Rummel等，1983;Li，1989)。其主要儀器設備包括：

圖2.2-1  水壓致裂原地應力測試系統

1. 高壓泵．其壓力為50MPa，流量為10L/min。

2. 儲能器。

   (3)流量計。

   (4)兩個壓力傳感器，一個在地面，一個在井下。

   (5)兩個壓力表。

   (6)高壓管及高壓軟管。

   (7)跨接式封隔器。

   (8)自動資料記錄系統，用于記錄及監測壓力及流量的同步變化。

   (9)帶定向器的印模封隔器。

   (10)井徑測量儀，用于測試段的選取。(選配)

   2、測量過程

   水壓致裂試驗過程如下：

   (1)根據地質編錄及地質柱狀圖、巖芯及井徑測井資料選取鉆孔測試段。

   (2)將封隔器安置在預期的試驗段。

   (3)對試驗段進行測漏試驗。

   (4)破裂試驗。對于快速和慢速壓裂試驗來說，就是將水以快速或慢速泵入測試段，以使測試段增壓，直到壓力達到Pb時產生“破壞”。當測試段井壁水壓張破裂產生時停泵并打開閥門迅速將水返出。對于套管試驗來說，則是將一個單一的封隔器設置在測試段，然后使封隔器膨脹向孔壁加壓。加壓到超過“破壞”壓力，以便在孔壁產生破裂。“破壞”壓力可由鄰近測試段的快速或慢速壓裂試驗得到。

   (5)破裂重張及關閉壓力。再次將水泵入測試段，使之增壓到使誘發張破裂重新張開。使破裂重新張開的壓力叫重張壓力Pr。當壓力趨于穩定時停泵。我們可以從壓力隨時間的變化曲線上得到關閉壓力Ps。重張和關閉試驗通常要重復3-5個回次，以確保得到好的資料。為了地確定關閉壓力，有時我們還要作慢速排水試驗或并下關閉試驗。慢速排水試驗是在停泵時立即將測試段的水慢慢地排出，同時記錄返回流量與壓力隨時間的變化。井下關閉試驗是，當停泵時，井下開關立即關閉，以觀測井下壓力隨時間的變化情況。

   (6)流量-壓力試驗(P-Q試驗)。在破壞回次以后的回次中，當我們以穩定的流量泵人封隔段(試驗段)時，試驗段的壓力也趨于穩定。進行壓力隨流量變化的實驗也是為了確定關閉壓力Ps。

   (7)鉆孔破裂印模。將一帶有自動定向裝置的印模封隔器安置在測試段，使印模封隔器增壓到高于該段的關閉壓力。保持壓力30-60min，以便得到誘發張破裂的清楚圖象。破裂的走向、傾角及傾向可由定向器的記錄及基準線確定。

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

   全面壓力解決方案

    

    

   伺服液壓試驗臺（圖片僅供參考）

   部分技術參數

二、主要性能技術指標：

1 系統壓力：50Mpa；

2 有效控制范圍：1-50 Mpa；

3 試驗力示值： ±1%；

三、高壓加載部分參照標準及說明：

濟南聯泰試驗制造有限公司擁有豐富的壓力測試經驗，在軟管和膠管測試領域提供性能可靠的耐壓/爆破測試設備、泄漏測試設備、壓力脈沖測試設備，可按GB/T5568、GB7939、ISO6802、ISO6803、ISO8032、GB/T12722、GB16897、GB/T5563、GB/T10544等標準對液壓膠管、液壓軟管總成、汽車制動管、動力總成管及其他耐壓部件的進行壓力性能測試。

該試驗設備是我公司根據從國外引進的氣動增壓裝置的工作原理，結合我國的實際情況研制而成的一種新型試壓裝置。借鑒我們的電液伺服實驗機控制經驗，整個加載過程中可實現等流量或者等應力控制（單位時間內加載的壓力恒定，即等速加載，）到達指定壓力后自動保載，高壓力傳感器可采集加壓保載過程中系統壓力的微小變化，判斷試件是否發生破裂。

四、產品特點

• 主要元器件采用我公司自主生產的成熟產品      

• 管路系統采用非焊接式連接

• 測試流體系統和驅動流體系統分離、方便試驗溫 度控制和測試介質多樣化

• 控制方式可供選擇：手動控制加載速率可調，并可實現保載

• 采用高速采樣卡采樣試驗數據  

• 軟件采用力控組態軟件編寫

• 多種配套工裝，滿足試件不同的安裝方式

• 試驗過程中，可進行壓力補償；時間破裂后壓力迅速下降，系統自動停止加壓；

• 特殊設計的防護工裝，，能有效保護爆破對操作人員和設備的傷害。

  五、 系統技術參數及組成

  1、加壓范圍：0-50MPa可任意值調節。

  2、試驗介質：水

  3、GD255氣液增壓泵：

  采用單氣控非平衡氣體平衡氣體分配閥來實現泵的自動往復運動，泵體氣驅部分全部采用鋁合金制造，鋁合金零部件加工后經氧化處理成藍色，保證了產品的外型美觀及永不生銹。泵的全套密封件均為進口優質產品，從而保證了泵的性能，驅動活塞直徑為160mm。

  4、設備常用技術參數

  型號：          LT-50

  驅動氣源：        潔凈壓縮空氣

  類型：            管閥類耐壓

  驅動壓縮空氣壓力: 3-8bar(建議驅動氣壓<10bar)

  耗氣量：      750LN/min（6公斤時）

  輸出壓力：    1500bar。

  適用介質：        潔凈水

  5、安全功能：、防護絲網，限度保證人身安全

  6、設備構成：主要由氣液增壓泵、高壓管路、控制系統、操作系統。

  7、其它：控制柜、液壓站外殼外表噴塑處理。各液壓部位連接處密封可靠、不允許滲油，連接管道采用不銹鋼材料。為用戶提供維護手冊和說明書。質保一年。

         

  第1次按下“SET”鍵，按“▲”或“▼”設定上限壓力；第2次按下“SET”鍵，確定上限壓力，按“▲”或“▼”設定下限壓力；第3次按下“SET”鍵，確定下限壓力，按“▲”或“▼”設定時間；第4次按下“SET”鍵，確定。“DEL”鍵為報警解除鍵。

  六、耗氣量及配套的空壓機

  耗氣量主要是由爆破試驗臺動力裝置氣液增壓泵的驅動缸活塞的每分鐘的往復次數所決定的，在所供氣源壓力不便的情況下，泵的往復次數決定于排出氣體壓力的大或小。當氣源壓力調至作空載排氣時（如對被檢大容積容器充氣時）就是泵耗氣量的時候。隨著被試容器內的氣壓逐漸升高，泵的往復速度也逐漸減慢，直至驅動氣氣壓與排氣氣壓成比例平衡后，泵就停止工作，耗氣量就等于零。

  該裝置所配氣液增壓泵的耗氣量為0.75m³/min, 按照常規充氣情況，可選大于0.9m³/min排量的空壓機就可。

  七、控制軟件

  符合GB228-87、GB228-2002  GB228.1-2010GB/T5568、GB7939、ISO6802、ISO6803、ISO8032、GB/T12722、GB16897、GB/T5563、GB/T10544等標準三十多個國家標準有關規定

   

   

   

   

   

   

   

   

  1計算機控制系統，具有集成度高、性能穩定、調整方便等優點。可以對實驗數據進行實時采集，對實驗特性曲線實現實時動態顯示，試驗數據文件能以Access常用數據庫或SQLserve大型數據庫的方式保存，方便實現客戶的資源共享及網絡管理，以及用戶的再分析。對于用戶自定義的各種word2000報表，該軟件可輕松實現訪問，解決了不同用戶或同一用戶在不同時期對試驗報表有不同需要的難題。該軟件可處理試驗力、位移、

  時間的原始數據及由此派生的曲線。

  2保護功能:該機具有軟件和機械兩種限位保護方式,超過負荷自動停機的比例可動態設定;具有過流、過壓、過載等多種保護功能。

  3對于負荷通道可實現自動標示，直觀方便。

  4批量試驗可實現曲線的分層次顯示，曲線自動跟隨。

  5該軟件可實現用戶自定義的速度設定，速度的計算機調整。還可實現高的速度標定，隨時調整速度檔位和編碼。

  6監測試驗過程：對試驗過程中的試驗力、位移、曲線等多種參數可實現實時顯示。

  7軟件權限分級管理功能：為了提高軟件及數據的安全性，該軟件可以通過設置不同的密碼保護來實現分權限管理功能。

  8  結果再現功能：試驗操作完成并存盤后，可根據用戶需要在以后任意時間打開并對試驗數據進行再分析。

  9  可根據用戶需要選擇負荷～時間、曲線來進行試驗及數據顯示、存儲、分析及打印。

  10  曲線逐點遍歷功能：可通過鼠標在曲線上點擊力與變形值，以求得每一點的各種參量。

  11  結果對比功能：可以同時觀察多個試驗曲線，并可通過多個曲線的疊加、局部放大來實現待分析樣品特性的比對。

  12  力接口：力通道接口及試驗軟件可根據用戶需要配備各種傳感器，并能進行自標定、自修改參數 。即智能識別

  13  數據采樣頻率：50hz。

  14  主CPU采用ARM11保證了采集速度和，可完整記錄整個實驗過程中試樣的微小變化，便于后期數據分析。

  八、 相關配置：

 售后服務

質保期自驗收合格起一年，終生維護，一年內全服務，新機上門安裝調試，培訓操作人員。

1、所提供試驗設備均符合現行國標或行業標準，保證試驗設備的技術先進性，可靠性；

2、所需零部件及配件常年供應；

3、產品常年技術支持，產品維修保養2小時內提供解決方案，如需現場解決48小時內到達；

4、軟件終生升級。

                                            濟南聯泰試驗