LT-50水压致裂试验系统

水压致裂应力测量方法简介：

由于水压致裂法能在深钻孔中测量岩石应力并且具有花费较少的优点，因而得到了广泛的应用。测量原理表明，水压致裂应力测量过程中的一些特征压力点，如破裂压力Pb、重张压力Pr、关闭压力Ps等与岩石应力有关。由于对于诱发破裂的产生、闭合及重张的机制还不十分了解，因此有几种准则的公式用于岩石应力的计算。对于破裂性态的研究已作了很多理论和实验工作。虽然实验室实验有它的优点，但也有其局限性，如尺寸效应。大尺度水压致裂过程中破裂性状的研究是非常重要的。本着这一观点，原地水压致裂试验选择在具有很少自然节理的均匀岩体位置段进行。

实验过程：（类似过程描述）

1、仪器及设备

如图2.2-1所示，在试验场，我们采用了双回路水压致裂应力测量系统进行原地应力测量(Rummel等，1983;Li，1989)。其主要仪器设备包括：

图2.2-1  水压致裂原地应力测试系统

1. 高压泵．其压力为50MPa，流量为10L/min。

2. 储能器。

   (3)流量计。

   (4)两个压力传感器，一个在地面，一个在井下。

   (5)两个压力表。

   (6)高压管及高压软管。

   (7)跨接式封隔器。

   (8)自动资料记录系统，用于记录及监测压力及流量的同步变化。

   (9)带定向器的印模封隔器。

   (10)井径测量仪，用于测试段的选取。(选配)

   2、测量过程

   水压致裂试验过程如下：

   (1)根据地质编录及地质柱状图、岩芯及井径测井资料选取钻孔测试段。

   (2)将封隔器安置在预期的试验段。

   (3)对试验段进行测漏试验。

   (4)破裂试验。对于快速和慢速压裂试验来说，就是将水以快速或慢速泵入测试段，以使测试段增压，直到压力达到Pb时产生“破坏”。当测试段井壁水压张破裂产生时停泵并打开阀门迅速将水返出。对于套管试验来说，则是将一个单一的封隔器设置在测试段，然后使封隔器膨胀向孔壁加压。加压到超过“破坏”压力，以便在孔壁产生破裂。“破坏”压力可由邻近测试段的快速或慢速压裂试验得到。

   (5)破裂重张及关闭压力。再次将水泵入测试段，使之增压到使诱发张破裂重新张开。使破裂重新张开的压力叫重张压力Pr。当压力趋于稳定时停泵。我们可以从压力随时间的变化曲线上得到关闭压力Ps。重张和关闭试验通常要重复3-5个回次，以确保得到好的资料。为了地确定关闭压力，有时我们还要作慢速排水试验或并下关闭试验。慢速排水试验是在停泵时立即将测试段的水慢慢地排出，同时记录返回流量与压力随时间的变化。井下关闭试验是，当停泵时，井下开关立即关闭，以观测井下压力随时间的变化情况。

   (6)流量-压力试验(P-Q试验)。在破坏回次以后的回次中，当我们以稳定的流量泵人封隔段(试验段)时，试验段的压力也趋于稳定。进行压力随流量变化的实验也是为了确定关闭压力Ps。

   (7)钻孔破裂印模。将一带有自动定向装置的印模封隔器安置在测试段，使印模封隔器增压到高于该段的关闭压力。保持压力30-60min，以便得到诱发张破裂的清楚图象。破裂的走向、倾角及倾向可由定向器的记录及基准线确定。

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    

   全面压力解决方案

    

    

   伺服液压试验台（图片仅供参考）

   部分技术参数

二、主要性能技术指标：

1 系统压力：50Mpa；

2 有效控制范围：1-50 Mpa；

3 试验力示值： ±1%；

三、高压加载部分参照标准及说明：

济南联泰试验制造有限公司拥有丰富的压力测试经验，在软管和胶管测试领域提供性能可靠的耐压/爆破测试设备、泄漏测试设备、压力脉冲测试设备，可按GB/T5568、GB7939、ISO6802、ISO6803、ISO8032、GB/T12722、GB16897、GB/T5563、GB/T10544等标准对液压胶管、液压软管总成、汽车制动管、动力总成管及其他耐压部件的进行压力性能测试。

该试验设备是我公司根据从国外引进的气动增压装置的工作原理，结合我国的实际情况研制而成的一种新型试压装置。借鉴我们的电液伺服实验机控制经验，整个加载过程中可实现等流量或者等应力控制（单位时间内加载的压力恒定，即等速加载，）到达指定压力后自动保载，高压力传感器可采集加压保载过程中系统压力的微小变化，判断试件是否发生破裂。

四、产品特点

• 主要元器件采用我公司自主生产的成熟产品      

• 管路系统采用非焊接式连接

• 测试流体系统和驱动流体系统分离、方便试验温 度控制和测试介质多样化

• 控制方式可供选择：手动控制加载速率可调，并可实现保载

• 采用高速采样卡采样试验数据  

• 软件采用力控组态软件编写

• 多种配套工装，满足试件不同的安装方式

• 试验过程中，可进行压力补偿；时间破裂后压力迅速下降，系统自动停止加压；

• 特殊设计的防护工装，，能有效保护爆破对操作人员和设备的伤害。

  五、 系统技术参数及组成

  1、加压范围：0-50MPa可任意值调节。

  2、试验介质：水

  3、GD255气液增压泵：

  采用单气控非平衡气体平衡气体分配阀来实现泵的自动往复运动，泵体气驱部分全部采用铝合金制造，铝合金零部件加工后经氧化处理成蓝色，保证了产品的外型美观及永不生锈。泵的全套密封件均为进口优质产品，从而保证了泵的性能，驱动活塞直径为160mm。

  4、设备常用技术参数

  型号：          LT-50

  驱动气源：        洁净压缩空气

  类型：            管阀类耐压

  驱动压缩空气压力: 3-8bar(建议驱动气压<10bar)

  耗气量：      750LN/min（6公斤时）

  输出压力：    1500bar。

  适用介质：        洁净水

  5、安全功能：、防护丝网，限度保证人身安全

  6、设备构成：主要由气液增压泵、高压管路、控制系统、操作系统。

  7、其它：控制柜、液压站外壳外表喷塑处理。各液压部位连接处密封可靠、不允许渗油，连接管道采用不锈钢材料。为用户提供维护手册和说明书。质保一年。

         

  第1次按下“SET”键，按“▲”或“▼”设定上限压力；第2次按下“SET”键，确定上限压力，按“▲”或“▼”设定下限压力；第3次按下“SET”键，确定下限压力，按“▲”或“▼”设定时间；第4次按下“SET”键，确定。“DEL”键为报警解除键。

  六、耗气量及配套的空压机

  耗气量主要是由爆破试验台动力装置气液增压泵的驱动缸活塞的每分钟的往复次数所决定的，在所供气源压力不便的情况下，泵的往复次数决定于排出气体压力的大或小。当气源压力调至作空载排气时（如对被检大容积容器充气时）就是泵耗气量的时候。随着被试容器内的气压逐渐升高，泵的往复速度也逐渐减慢，直至驱动气气压与排气气压成比例平衡后，泵就停止工作，耗气量就等于零。

  该装置所配气液增压泵的耗气量为0.75m³/min, 按照常规充气情况，可选大于0.9m³/min排量的空压机就可。

  七、控制软件

  符合GB228-87、GB228-2002  GB228.1-2010GB/T5568、GB7939、ISO6802、ISO6803、ISO8032、GB/T12722、GB16897、GB/T5563、GB/T10544等标准三十多个国家标准有关规定

   

   

   

   

   

   

   

   

  1计算机控制系统，具有集成度高、性能稳定、调整方便等优点。可以对实验数据进行实时采集，对实验特性曲线实现实时动态显示，试验数据文件能以Access常用数据库或SQLserve大型数据库的方式保存，方便实现客户的资源共享及网络管理，以及用户的再分析。对于用户自定义的各种word2000报表，该软件可轻松实现访问，解决了不同用户或同一用户在不同时期对试验报表有不同需要的难题。该软件可处理试验力、位移、

  时间的原始数据及由此派生的曲线。

  2保护功能:该机具有软件和机械两种限位保护方式,超过负荷自动停机的比例可动态设定;具有过流、过压、过载等多种保护功能。

  3对于负荷通道可实现自动标示，直观方便。

  4批量试验可实现曲线的分层次显示，曲线自动跟随。

  5该软件可实现用户自定义的速度设定，速度的计算机调整。还可实现高的速度标定，随时调整速度档位和编码。

  6监测试验过程：对试验过程中的试验力、位移、曲线等多种参数可实现实时显示。

  7软件权限分级管理功能：为了提高软件及数据的安全性，该软件可以通过设置不同的密码保护来实现分权限管理功能。

  8  结果再现功能：试验操作完成并存盘后，可根据用户需要在以后任意时间打开并对试验数据进行再分析。

  9  可根据用户需要选择负荷～时间、曲线来进行试验及数据显示、存储、分析及打印。

  10  曲线逐点遍历功能：可通过鼠标在曲线上点击力与变形值，以求得每一点的各种参量。

  11  结果对比功能：可以同时观察多个试验曲线，并可通过多个曲线的叠加、局部放大来实现待分析样品特性的比对。

  12  力接口：力通道接口及试验软件可根据用户需要配备各种传感器，并能进行自标定、自修改参数 。即智能识别

  13  数据采样频率：50hz。

  14  主CPU采用ARM11保证了采集速度和，可完整记录整个实验过程中试样的微小变化，便于后期数据分析。

  八、 相关配置：

 售后服务

质保期自验收合格起一年，终生维护，一年内全服务，新机上门安装调试，培训操作人员。

1、所提供试验设备均符合现行国标或行业标准，保证试验设备的技术先进性，可靠性；

2、所需零部件及配件常年供应；

3、产品常年技术支持，产品维修保养2小时内提供解决方案，如需现场解决48小时内到达；

4、软件终生升级。

                                            济南联泰试验