裝置包括上夾板組件41、下夾板組件42和豎向夾板組件，夾板組件用于對(duì)左塊體21與右塊沿水平方向壓緊，所述下夾板組件42用于對(duì)左下巖體12與右下巖體13沿水平方向壓緊，所述豎向夾板組件43用于對(duì)上巖體11與下塊體23沿豎直方向壓緊;通過固定裝置的設(shè)置，能夠保證物模本體I作為一個(gè)整體具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，更重要的是保證裂隙14的寬度穩(wěn)定，利于實(shí)驗(yàn)參數(shù)的準(zhǔn)確性。
[0027]本實(shí)施例中，所述上夾板組件41、下夾板組件42和豎向夾板組件43均包括兩塊平行相對(duì)設(shè)置的夾板4a、一端穿過兩塊夾板并與夾板軸向滑動(dòng)連接的螺桿4b和設(shè)置于螺桿端部的鎖緊螺母4c;所述下夾板組件42的螺桿兩端還是設(shè)置有可對(duì)對(duì)應(yīng)夾板施加壓緊的水平彈簧4d，所述豎向夾板組件43的螺桿上端設(shè)置有可對(duì)對(duì)應(yīng)夾板施加壓緊的豎直彈簧4e;每個(gè)組件中螺桿為四個(gè)并且分別位于對(duì)應(yīng)夾板的四個(gè)角落，保證夾板穩(wěn)定夾持;通過水平彈簧4d和豎直彈簧4e能夠保證鎖緊螺母施加的鎖緊適中，避免裂隙14面因受力過大而形變失真，同時(shí)對(duì)各沿巖體位置有自調(diào)整的作用。
[0028]本實(shí)施例中，所述左塊體21、右塊體22和下塊體23與各自裂隙14端相配合的端面沿各自裂隙端的長(zhǎng)度方向均設(shè)置有多個(gè)平行的分流溝槽2a，各端面還設(shè)置有主流溝槽且主流溝槽垂直并連通于分流溝槽2a，所述左塊體21的與注液孔21a和注氣孔21b連通;所述右塊體22和下塊體23各自的主流溝槽分別與第一出流孔和第二出流孔連通;通過分流溝槽2a的設(shè)置，保證二相流均勻注入和流出，避免在裂隙14端形成集中點(diǎn)而造成不流暢，保證壓力測(cè)量準(zhǔn)確。
[0029]本實(shí)施例中，所述左塊體21的主流溝槽包括兩個(gè)相互平行的第一主流溝槽21c和第二主流溝槽21d，所述注氣孔21b與第一主流溝槽21c，所述注液孔21a與第二主流溝槽21d連通;通過第一主流溝槽21c和第二主流溝槽21d設(shè)置能夠?qū)怏w和液體相對(duì)分散注入并均勻混合，保證液體和氣體均勻注入裂隙14中。
[0030]本實(shí)施例中，還包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)氣相注入壓力的第一壓力傳感器51、用于檢測(cè)液相注入壓力的第二壓力傳感器52和用于檢測(cè)裂隙14端出口壓力的第三壓力傳感器53，所述第一壓力傳感器51，第二壓力傳感器52和第三壓力傳感器53可設(shè)置于對(duì)應(yīng)的輸送管上;所述第一壓力傳感器51、第二壓力傳感器52和第三壓力傳感器53將檢測(cè)信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)6;通過壓力傳感器的設(shè)置，能夠測(cè)量二相流在物模本體I進(jìn)出口的壓力差，并可將壓力參數(shù)輸入至輸出處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，所述輸出處理系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)并配置有現(xiàn)有的處理軟件。
[0031]本實(shí)施例中，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括液相流量檢測(cè)裝置和氣相流量檢測(cè)裝置，所述裂隙巖體物模流出的二相流先后通過液相流量檢測(cè)裝置和氣相流量檢測(cè)裝置;所述液相流量檢測(cè)裝置包括高精度稱重計(jì)71和密封的儲(chǔ)液瓶72，二相流通過輸送管流至儲(chǔ)液瓶72中再通過輸送管將氣體輸送至氣相流量檢測(cè)裝置(氣體流量計(jì)8)，通過高精度稱重計(jì)71和氣體流量計(jì)測(cè)得液體和氣體的流量，獲得全面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0032]本實(shí)施例中，所述二相流供給系統(tǒng)包括高壓氣瓶81和液體壓力栗，所述高壓氣瓶的出氣端與注氣孔21b連通，所述液體壓力栗的輸出端與注液孔21a連通;所述液體壓力栗可采用高壓氣體瓶82推動(dòng)一設(shè)置于缸體83內(nèi)的活塞84使缸體內(nèi)的液體被壓出的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，并且壓力易于控制。
[0033]本實(shí)施例中，裂隙巖體物模由透明的環(huán)氧樹脂材料組成，所述裂隙14通過精雕機(jī)床加工形成與自然裂隙14相同粗糙度的裂隙14面;首先采集自然裂隙14巖體，通過三維光學(xué)掃描儀將裂隙14面數(shù)字化，然后將數(shù)字化的裂隙14面通過計(jì)算機(jī)導(dǎo)入精雕機(jī)床，通過精雕機(jī)床將透明的環(huán)氧樹脂雕刻成跟自然裂隙14巖體一樣的粗糙面，保證裂隙巖體物模更接近真實(shí)裂隙14巖體，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
[0034]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括二相流供給系統(tǒng)、裂隙巖體物模、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述二相流供給系統(tǒng)為裂隙巖體物模供給二相流，所述所述裂隙巖體物模由透明材料制備而成，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至少包括可對(duì)二相流界面進(jìn)行監(jiān)測(cè)的高速照相機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述裂隙巖體物模包括密封組件和T形結(jié)構(gòu)的物模本體，所述物模本體包括上巖體、左下巖體和右下巖體并且拼接形成T形結(jié)構(gòu)的裂隙，所述左下巖體和右下巖體均為倒L形;所述密封組件包括分別設(shè)置于裂隙端部的左塊體、右塊體和下塊體，所述左塊體設(shè)置有分別與裂隙連通的注液孔和注氣孔，所述右塊體和下塊體分別設(shè)置有與裂隙連通的第一出流孔和第二出流孔，所述密封組件還包括用于對(duì)物模本體側(cè)壁進(jìn)行密封的密封套。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述裂隙巖體物模還包括固定裝置，所述固定裝置包括上夾板組件、下夾板組件和豎向夾板組件，夾板組件用于對(duì)左塊體與右塊沿水平方向壓緊，所述下夾板組件用于對(duì)左下巖體與右下巖體沿水平方向壓緊，所述豎向夾板組件用于對(duì)上巖體與下塊體沿豎直方向壓緊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述上夾板組件、下夾板組件和豎向夾板組件均包括兩塊平行相對(duì)設(shè)置的夾板、一端穿過兩塊夾板并與夾板軸向滑動(dòng)連接的螺桿和設(shè)置于螺桿端部的鎖緊螺母;所述下夾板組件的螺桿兩端還是設(shè)置有可對(duì)對(duì)應(yīng)夾板施加壓緊的水平彈簧，所述豎向夾板組件的螺桿上端設(shè)置有可對(duì)對(duì)應(yīng)夾板施加壓緊的豎直彈簧。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述左塊體、右塊體和下塊體與各自裂隙端相配合的端面沿各自裂隙端的長(zhǎng)度方向均設(shè)置有多個(gè)平行的分流溝槽，各端面還設(shè)置有主流溝槽且主流溝槽垂直并連通于分流溝槽，所述左塊體的與注液孔和注氣孔連通，所述右塊體和下塊體各自的主流溝槽分別與第一出流孔和第二出流孔連通。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述左塊體的主流溝槽包括兩個(gè)相互平行的第一主流溝槽和第二主流溝槽，所述注氣孔與第一主流溝槽，所述注液孔與第二主流溝槽連通。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:還包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括用于檢測(cè)氣相注入壓力的第一壓力傳感器、用于檢測(cè)液相注入壓力的第二壓力傳感器和用于檢測(cè)裂隙端出口壓力的第三壓力傳感器;所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器將檢測(cè)信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括液相流量檢測(cè)裝置和氣相流量檢測(cè)裝置，所述裂隙巖體物模流出的二相流先后通過液相流量檢測(cè)裝置和氣相流量檢測(cè)裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述二相流供給系統(tǒng)包括高壓氣瓶和液體壓力栗，所述高壓氣瓶的出氣端與注氣孔連通，所述液體壓力栗的輸出端與注液孔連通。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:裂隙巖體物模由透明的環(huán)氧樹脂材料組成，所述裂隙通過精雕機(jī)床加工形成與自然裂隙相同粗糙度的裂隙面。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種裂隙巖體兩相流可視化實(shí)驗(yàn)裝置，包括二相流供給系統(tǒng)、裂隙巖體物模、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，二相流供給系統(tǒng)為裂隙巖體物模供給二相流，所述裂隙巖體物模由透明材料制備而成，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至少包括可對(duì)二相流界面進(jìn)行監(jiān)測(cè)的高速照相機(jī)；通過監(jiān)測(cè)液體和氣體的輸運(yùn)特性，并通過高速照相機(jī)捕捉液相和氣相的界面變化規(guī)律，從而為煤礦長(zhǎng)壁開采、煤層瓦斯抽采、石油天然氣開采及地下石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫(kù)中多相流提供數(shù)據(jù)支撐；將裂隙設(shè)置成更能夠模擬自然界中的巖體裂隙以裂隙網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)形式存在，通過左塊體、右塊體和下塊體結(jié)合密封套的結(jié)構(gòu)，保證實(shí)驗(yàn)參數(shù)的精確性，避免物模本體由于密封不嚴(yán)而造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。
【IPC分類】G01N15/08
【公開號(hào)】CN105547954
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510906972
【發(fā)明人】梁運(yùn)培, 張振宇, 陳結(jié), 劉曉茜, 羅勇, 劉振建, 劉小波
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日