[发明专利]用于确定注水煤层裂隙内部水压力的测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种用于确定注水煤层裂隙内部水压力的测试装置，其包括测试机构和显示机构，其特征在于：所述的测试机构包括外壳、滤水膜、透水钢网、吸水膨胀橡胶、正极接电头、负极接电头及防爆电源，所述的外壳为圆柱形，在所述外壳上设置有若干个不同孔径的进水孔，在所述外壳内部的圆柱形空腔内设置有若干个隔板，若干个隔板将所述圆柱形空腔分割为若干个密封腔，在所述的圆柱形空腔的圆心处设置有一隔水橡胶管，所述的隔水橡胶管内用于放置与所述防爆电源连接的线路；

所述的吸水膨胀橡胶对应放置在所述的密封腔内，所述吸水膨胀橡胶与外壳之间依次设置所述透水钢网和滤水膜，所述的滤水膜用于将水中含有的杂质进行隔离，当所述吸水膨胀橡胶吸水进行膨胀反应时，所述的透水钢网用于保护所述的滤水膜，并使得吸水膨胀橡胶向一侧进行运动；

所述的显示机构包括外接导线、指示灯及开关，所述的外接导线与所述防爆电源连接的线路连接；

所述的吸水膨胀橡胶内部设置有导线，其一端设置有正极接头，所述的吸水膨胀橡胶与所述密封腔之间还留有一定的膨胀空间，在所述的膨胀空间相邻处设置所述防爆电源，所述负极接头位于所述防爆电源处，当所述吸水膨胀橡胶吸水进行膨胀反应时，所述的正极接头与负极接头相连，此时使得防爆电源与显示机构之间形成电流闭合回路，并通过显示机构的指示灯显示。

2.根据权利要求1所述的一种用于确定注水煤层裂隙内部水压力的测试装置，其特征在于：所述的隔板焊接在所述圆柱形空腔内。

3.根据权利要求1所述的一种用于确定注水煤层裂隙内部水压力的测试装置，其特征在于：所述的滤水膜为RO膜。

4.一种用于确定注水煤层裂隙内部水压力的测试方法，其特征在于，其采用权利要求1所述的一种用于确定注水煤层裂隙内部水压力的测试装置，所述的测试方法包括以下步骤：

a根据煤层注水作业方案，设计密封腔个数及对应进水孔大小，并进行加工，其后待煤层注水钻孔施工完毕后，在注水钻孔周围施工若干水压力测试孔；

b、进行煤层注水作业之前，将测试机构与显示机构相连，确定各个密封腔与指示灯的连接顺序，并验证电路可靠性，待验证完成后，将测试机构推入水压力测试孔底部，并进行封孔作业；

c、煤层注水作业开始后，不同孔径的进水孔代表不同尺寸的毛细管，通过设置不同孔径的进水孔，以使低压水能够通过大孔进入低压密封腔内，使高压水通过小孔进入高压密封腔内；观测显示机构的指示灯，待某一指示灯明亮后，测定相关参数后，根据式(1)所示的washburn方程，利用密封腔进水孔大小计算水压力；

式(1)中，P_c-孔径r相对应的毛管压力；σ、θ-液体的表面张力和接触角；

d、待水压力计算完成后，根据计算结果，及时调整注水参数；

e、待水压力测试完成后，回收显示机构，以便进行循环使用。