[发明专利]基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析试验装置及方法

权利要求书

1.一种基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析试验装置，其特征在于，包括：

地层模拟系统，包括试验箱体和土体介质，用于模拟土体介质注浆过程；

注浆系统，通过设置在所述地层模拟系统表面的注浆圆孔与所述地层模拟系统连接；

恒温控制系统，包括设置在所述地层模拟系统底部的恒温加热装置、均匀设置在土体介质内部的电阻丝以及分别设置在所述地层模拟系统不同侧面的温度控制阀和热成像仪；

数据采集系统，采用设置在所述地层模拟系统的一侧的收发电极；

数据分析系统，分别与所述注浆系统、所述恒温控制系统和所述数据采集系统电连接。

2.如权利要求1中所述的一种基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析试验装置，其特征在于，所述地层模拟系统包括试验箱体以及设置在所述试验箱体内的土体介质，用于对所述土体介质的注浆过程的承载模拟。

3.如权利要求1中所述的一种基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析试验装置，其特征在于，所述注浆系统包括注浆机、注浆管、注浆软管和压力控制阀；所述注浆机与所述注浆软管之间设置有控制注浆压力的压力控制阀，所述注浆管设置在所述注浆圆孔内，所述注浆软管的末端延伸入所述注浆管内。

4.如权利要求1中所述的一种基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析试验装置，其特征在于，所述热成像仪用于实时检测所述地层模拟系统的温度，并将实时检测结果传输到所述数据分析系统。

5.如权利要求1中所述的一种基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析试验装置，其特征在于，所述收发电极为互不干扰的四根电极，所述四根电极均通过多芯的电缆与所述数据分析处理系统电连接。

6.如权利要求5中所述的一种基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析试验装置，其特征在于，所述数据分析系统将所获取的实时数据生成注浆过程电信号图像，通过注浆前后的电信号图像的对比分析，分析温度对浆液扩散行为的影响。

7.一种基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析方法，其特征在于，包括：

调节地层模拟系统的温度；

待所调节温度恒定后，制作试验所需浆液；

获取注浆前地层模拟系统的电信号；

将所制作好的浆液以预设压力注入地层模拟系统中；

获取注浆后地层模拟系统的电信号；

对所获取的注浆前后地层模拟系统的电信号进行对比分析，得到该温度条件下浆液的扩散范围；

改变地层模拟系统的温度，分别得到不同温度条件下浆液的扩散范围，分析所得到的不同温度条件下浆液的扩散范围，判断温度对浆液扩散行为的影响。

8.如权利要求7中所述的一种基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析方法，其特征在于，在获取注浆前地层模拟系统的电信号的过程中，所述收发电极通过数据分析系统中的程控式多路电极转换按钮将某两个电极设置为发射电极，其余两个电极为接收电极，发射电极发射电信号，接收电极接收视电阻率信号，将所接收到的信号实时传输给数据分析系统，即得到注浆前地层模拟系统的电信号，所述整排收发电极可以上下移动一个距离。

9.如权利要求7中所述的一种基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析方法，其特征在于，试验开始时，通过注浆系统向地层模拟系统中注入浆液，当发射电极所发出的电信号经过地层模拟系统和浆液，接收电极接收到不同的视电阻率信号，将所接收到的不同视电阻率信号实时传输给数据分析系统，通过程控式多路电极转换按钮多次改变发射电极和接收电极，即得到多组注浆后地层模拟系统的视电阻率信号。

10.如权利要求9中所述的一种基于电阻率检测的高温地层注浆扩散分析方法，其特征在于注浆后地层模拟系统的视电阻率值与注浆前地层模拟系统的视电阻率信号的时间差、波峰值均有差异，通过不同电极距的布设可采集到反映箱体不同点、不同深度的视电阻率值，而视电阻率值即蕴含着各种地质体的分布信息，基于数据分析系统比较注浆前后不同点位视电阻率大小、位置的差异，绘制视电阻率-扩散位置-时间图像；通过迭代反演、分析比对不同温度下的视电阻率-扩散位置-时间图像，得到温度对浆液扩散范围的影响。