[实用新型]磨料射流破岩室内实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磨料射流破岩室内实验装置，主要应用于石油行业，磨料射流广泛应用于石油行业中的破岩、材料切割、油管清洗等。

背景技术

目前涉及磨料射流破岩的实验装置较少，现存的磨料射流装置或方法存在以下问题：

1、破岩过程不能进行磨料的回收再利用，一方面造成了磨料的浪费，另一方面磨料的补充也浪费了实验时间。

2、目前现存的磨料射流破岩实验无法模拟岩心的围压及高温环境，给实验环境带来了局限性。

3、现存的磨料射流装置磨料浓度控制存在不精确性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种可实现磨料的回收利用，节约成本、节省实验时间的磨料射流破岩室内实验装置。

本实用新型所述的磨料射流破岩室内实验装置，包括高压水泵、磨料罐及试验箱，试验箱顶部设置磨料射流喷嘴，内部设置加压水缸，加压水缸内顶部安装岩心槽，岩心槽外周从内至外依次设置加热装置和围压装置，加压水缸内部连通手压泵，加热装置通过控制箱控制，试验箱下部通过出料管连通射流混浆装置，射流混浆装置通过回流管连通磨料罐，回流管上安装砂泵，高压水泵一侧连接水箱，底部通过高压水管汇连通磨料射流喷嘴，磨料罐底部设置螺旋输送装置，螺旋输送装置通过连接管连通高压水管汇，磨料罐顶部与高压水管汇之间设置压力平衡管，压力平衡管、连接管、出料管上设置控制阀门。

所述的压力平衡管、连接管及砂泵与磨料罐之间的回流管上的控制阀门均为高压阀门，出料管上的控制阀门为常压阀门。

所述的加热装置设置为加热片。

所述的围压装置包括设置在加热装置外侧的围压推板，围压推板外侧设置活塞板，围压推板和活塞板均安装在活塞轨道内，活塞轨道安装在加压水缸内。

本实验装置为循环实验，磨料在试验箱中使用完成后，由砂泵将试验箱中的磨料吸入至磨料罐中，实现了磨料的循环使用，节省了实验成本、节约了实验时间。针对磨料浓度控制不精确问题，在磨料罐下方设置了螺旋输送装置，利用叶片旋转的形式实现磨料的精确加入，针对岩心无法模拟围压及高温环境问题，在试验箱中的岩屑槽上设置有加热装置、及利用手压泵可实现对岩心的加热及围压加载，并通过控制系统进行调控，从而模拟围压与加热环境。

本实用新型的有益效果是：

1、在磨料射流实验中设有磨料回收利用环节，实现了磨料的回收利用，节约了成本、节省实验时间。

2、在磨料罐下方设有螺旋输送装置，可实现磨料定浓度的精确、稳定注入。

3、设计了专门的岩屑槽，可模拟岩心的围压与高温环境。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、水箱；2、高压水泵；3、高压水管汇；4、压力平衡管；5、磨料罐；6、螺旋输送装置；7、砂泵；8、磨料射流喷嘴；9、试验箱；10、岩心槽；11、加热片；12、控制箱；13、手压泵；14、射流混浆装置；15、回流管；16、第一高压阀门；17、第二高压阀门；18、常压阀门；19、第三高压阀门；20、围压推板；21、活塞板；22、加压水缸。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，本实用新型所述的磨料射流破岩室内实验装置，包括高压水泵2、磨料罐5及试验箱9，试验箱9顶部设置磨料射流喷嘴8，内部设置加压水缸22，加压水缸22内顶部安装岩心槽10，岩心槽10外周从内至外依次设置加热装置和围压装置，加压水缸22内部连通手压泵13，加热装置通过控制箱12控制，试验箱下部通过出料管连通射流混浆装置14，射流混浆装置14通过回流管15连通磨料罐5，回流管15上安装砂泵7，高压水泵2一侧连接水箱1，底部通过高压水管汇3连通磨料射流喷嘴8，磨料罐5底部设置螺旋输送装置6，螺旋输送装置6通过连接管连通高压水管汇3，磨料罐5顶部与高压水管汇3之间设置压力平衡管4，压力平衡管4、连接管、出料管上设置控制阀门。加热装置设置为加热片11。围压装置包括设置在加热装置外侧的围压推板，围压推板20外侧设置活塞板21，围压推板20和活塞板21均安装在活塞轨道内，活塞轨道安装在加压水缸22内。压力平衡管4、连接管及砂泵7与磨料罐5之间的回流管15上的控制阀门均为高压阀门，出料管上的控制阀门为常压阀门18。其中，连接管上的高压阀门为第一高压阀门16，压力平衡管4上的高压阀门为第二高压阀门17，回流管15上的高压阀门为第三高压阀门19。

实验开始，关闭第一高压阀门16和第二高压阀门17，关闭常压阀门18，打开高压水泵2，将水箱1中的水不断注入至试验箱9中。打开常压阀门18、第三高压阀门19，将砂泵7开启，将磨料通过射流混浆装置14经回流管15注入至高压磨料罐5中，当磨料注满时关闭砂泵7，关闭常压阀门18、第三高压阀门19。将岩心放置于试验箱9中的岩心槽10中，通过手压泵13向岩心槽10中加压，通过控制箱12开启加热片11对岩心进行加热，通过传感器由控制箱12对其进行压力与温度控制，当岩心达到预定的围压与温度后，打开第一高压阀门16和第二高压阀门17，开启高压水泵2，磨料罐5中的磨料通过螺旋输送装置6均匀的注入至高压水管汇3中，后经过高压罐达到固定在试验箱9上的磨料射流喷嘴8中，磨料射流由喷嘴喷出后破碎固定在岩屑槽上的岩心，连接磨料罐5和高压水管汇3的高压管路为压力平衡管4，用以平衡磨料罐5内的压力。当一组破岩结束后，关闭第一高压阀门16和第二高压阀门17，打开常压阀门18、第三高压阀门19，将砂泵7开启，将磨料通过射流混浆装置14经回流管15注入至高压磨料罐5中，完成磨料的回收利用。每组实验结束后，可通过调整高压水泵2的压力来调控射流排量与压力，通过调整螺旋输送装置6转速来调节磨料的浓度，通过调控控制箱12来调节岩心的围压与温度。