申请/专利权人：中国矿业大学;深地科学与工程云龙湖实验室

申请日：2023-12-19

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117782950A

主分类号：G01N17/00

分类号：G01N17/00;G01D21/02

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：一种风井混凝土井壁在干湿循环条件下腐蚀的试验系统及方法，系统：底座装配在注油筒体的下端，活塞滑动装配在注油筒体的上部空间中，上下压头分别连接在活塞和底座上，复合式循环管和试样分别装配在上下压头之间，热缩管套设在试样的外部；液压油源通过三向阀门二经底座内部的通油通道二向围压加载腔中供油；腐蚀溶液经三向阀门一、活塞中的通风通水通道一、上压头轴心的通道向复合式循环管的内腔中供入腐蚀溶液；鼓风机通过三向阀门一向复合式循环管的内腔中供入高速气流。方法：装配试验系统；对围压加载腔进行循环加压；进行干湿循环试验。该系统及方法能充分地模拟风井井筒受腐蚀溶液腐蚀、受地应力且为干湿循环环境条件下的工况。

主权项：1.一种风井混凝土井壁在干湿循环条件下腐蚀的试验系统，包括干湿循环试验单元、围压加压单元、水压加压单元和鼓风干燥单元，其特征在于，还包括试验数据采集单元；所述干湿循环试验单元由底座6、注油筒体7、复合式循环管、下压头5、空心混凝土试样9、上压头2、活塞1、外管控制杆8和热缩管10组成；所述底座6水平设置，其上端面的中心区域为试样试验区61，其上端面外围边缘部分为环形装配区62，其上端面在试样试验区61和环形装配区62之间的部分为环形加载区63；底座6内部于相对两侧分别开设有通风通水通道二23和通油通道二26；所述通风通水通道二23的一端延伸到底座6侧边缘的端面上，并作为出口端A，通风通水通道二23的另一端延伸到下沉凹槽24中，并作为进口端A；所述通油通道二26的一端延伸到底座6侧边缘的端面上，并作为进口端B，通油通道二26的另一端延伸到环形加载区63中，并作为出口端B；所述试样试验区61的中心区域开设有下沉凹槽24；所述注油筒体7竖向地设置在底座6的上方,其下开口端的尺寸与环形装配区62的尺寸相适配；注油筒体7的下开口端固定连接在环形装配区62上，同时，二者之间密封配合；所述下压头5的尺寸与试样试验区61的尺寸相适配，且其轴心部分的上段和下段分别开设有大径段沉孔20和小径段安装孔50，大径段沉孔20和小径段安装孔50相互连通形成轴向贯通阶梯孔，并在连通处形成环形台阶51；所述小径段安装孔50的内表面设置有内螺纹结构B；所述环形台阶51的尺寸与下沉凹槽24的尺寸相适配，且其上遍布地开设有若干个竖向连通孔25；下压头5同轴地固定连接在试样试验区61上，且二者之间密封配合；所述复合式循环管由位于内部的干湿循环内管3和套设在干湿循环内管3外部的干湿循环外管4组成；所述干湿循环内管3由位于顶部的上连接段、位于中部的主体段和位于底部的下连接段组成，所述上连接段外表面为光滑结构，所述主体段遍布管身均匀地开设有若干个大孔洞65，所述下连接段外侧设置有外螺纹结构B，并通过外螺纹结构B和内螺纹结构B之间的螺纹配合固定装配在下压头2上的小径段安装孔50中；所述干湿循环外管4为可折叠式管体结构，干湿循环外管4同轴地套装在干湿循环内管3的外侧，其上端与干湿循环内管3主体段紧密接触，其下端与干湿循环内管3主体段的下部之间固定连接，其管身上遍布地开设有若干小孔洞66，干湿循环外管4的上端外侧固定连接有连接台16，并于连接台16的端部开设有竖向的杆体安装孔64；所述空心混凝土试样9的外径尺寸与试样试验区61的外径尺寸相适配，其同轴地套设在复合式循环管的外部，且其下端面抵接在下压头5的上端面上，其上端面抵接在上压头2的下端面上，并且同时高于复合式循环管的主体段；所述上压头2的尺寸与下压头5的尺寸相适配，且其轴心部分的上段和下段分别开设有小径段过液孔13和大径段安装孔52，小径段过液孔13和大径段安装孔52相互连通形成轴向贯通阶梯孔；所述大径段安装孔52的尺寸与干湿循环内管3上连接段的尺寸相适配，且其内表面于竖向上开设有多个环形凹槽五71，并于多个环形凹槽五71中对应装配有多个O型密封圈；上压头2上偏离轴心地开设有竖向通道二60；上压头2通过大径段安装孔52同轴心地套装在干湿循环内管3上连接段的外部，且通过多个O型密封圈与干湿循环内管3上连接段之间滑动密封配合；所述活塞1由位于中心的主塞体57和同轴套设在主塞体57外侧的环形连接台58组成，所述主塞体57的尺寸与上压头2的尺寸相适配，其内部相间隔地开设有通风通水通道一11和竖向通道一12，所述通风通水通道一11的一端延伸到主塞体57下端面的轴心处，并作为出口端C，其另一端延伸到主塞体57的侧面，并作为进口端C，所述竖向通道一12偏心设置，且竖向贯通主塞体57，所述环形连接台58的外径尺寸与注油筒体7上开口端的内径尺寸相适配，其上竖向贯通地开设有通油通道一14，并于通油通道一14的内表面设置有内螺纹结构A；活塞1设置在注油筒体7内腔的上部空间中，且环形连接台58的外缘面与注油筒体7的内侧壁之间滑动密封配合，且主塞体57的下端面轴向对齐地压接在上压头2的上端面上，同时，竖向通道一12的下端与竖向通道二60的上端之间相互连通，通风通水通道一11的出口端C与上压头2上小径段过液孔13的上端之间相互连通；所述外管控制杆8为空心杆体，其下端依次穿过竖向通道一12与竖向通道二60后固定插装于连接台16上的杆体安装孔64中；所述热缩管10同轴地套设在空心混凝土试样9的外部，且其上端密封地套装在上压头2的外部，其下端密封地套装在下压头5的外部；同时，在活塞1、上压头2、热缩管10、下压头5、注油筒体7和底座6之间形成环形的围压加载腔68；所述围压加压单元由液压油箱53、液压泵47、液压快速接头一46、蓄能器43、三向阀门二40、液压快速接头二42、液压快速接头三44、三通管路72、溢流阀49、压力表一45、压力表二41和压力表三39组成；所述液压泵47的吸油口与液压油箱53连接，其排油口通过液压快速接头一46与蓄能器43的工作油口连接，所述蓄能器43的工作油口通过液压快速接头二42与三向阀门二40的第一进口端连接，三向阀门二40的出口端与三通管路72的第一接口端连接，三向阀门二40的第二进口端通过液压快速接头三44连接有螺纹接头74，所述螺纹接头74上的外螺纹结构A与通油通道一14中的内螺纹结构A相适配；三通管路72的第二接口端与通油通道二26的进口端A连接，三通管路72的第三接口端通过溢流阀49与液压油箱53连接；所述压力表一45与蓄能器43的工作油口连接连接，所述压力表二41与三向阀门二40的第一进口端连接，所述压力表三39与三向阀门二40的第二进口端连接；所述水压加压单元由耐腐蚀水箱54、抽液泵28、液压快速接头四29、流速表四30、三向阀门一33、抽真空泵55、液压快速接头五36、电磁换向阀37、流速表五35和组成，所述抽液泵28的吸液口与耐腐蚀水箱54连接，其排液口依次通过液压快速接头四29和流速表四30与三向阀门一33的第一进口端连接，三向阀门一33的出口端与通风通水通道一11的进口端B连接；所述抽真空泵55通过液压快速接头五36与电磁换向阀37的B口连接，电磁换向阀37的P口通过流速表五35与通风通水通道二23的出口端A连接，电磁换向阀37的A口连接有外排管路75；所述鼓风干燥单元主要由鼓风机31和干燥管路56组成，所述鼓风机31的出风口通过干燥管路56与三向阀门一33的第二进口端连接；所述试验数据采集单元由数据采集仪38、应变传感器和PH检测传感器组成；所述应变传感器和PH检测传感器均贴合在空心混凝土试样9的内侧壁上，二者所连接的信号线均通过外管控制杆8的内腔延伸到主塞体57上端的外部，并与数据采集仪38连接。

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百度查询： 中国矿业大学;深地科学与工程云龙湖实验室 风井混凝土井壁在干湿循环条件下腐蚀的试验系统及方法

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