一種智能化鉆孔壓水試驗設備制造技術

一種智能化鉆孔壓水試驗設備，包括水壓調節系統、數據采集系統和數據處理系統，所述水壓調節系統連接數據采集系統，所述數據處理系統連接數據采集系統。本發明專利技術智能化程度高，流程全自動化處理，系統自動判斷試驗狀態并選擇流程走向，自動采集及整理數據，自動處理數據、圖表并可直接輸出報告，提高了工作效率，降低了操作人員的勞動強度，提高了試驗結果準確性；傳感器精度高，數據精確度高；水泵輸出流量穩定，且供水系統中的穩壓罐及電比例調壓閥均具有穩壓功能；重量輕；軟件權限分類管理，試驗測試數據得到監管；提供了完整的鉆孔壓水試驗解決方案，相比其他試驗設備和方法功能全面，集成度高；操作簡單、方便。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鉆孔壓水試驗設備，特別是涉及一種智能化鉆孔壓水試驗設備。技術背景壓水試驗是將壓力水(一般在1MPa以內)壓入鉆孔內，根據巖體吸水量(一般100L/min以內)計算了解巖體裂隙發育情況和透水性的一種原位試驗。壓水試驗用專門的止水設備把一定長度的鉆孔試驗段隔離出來，然后用固定的水壓向這一段鉆孔壓水，水通過孔壁周圍的裂隙向巖體內滲透，最終滲透的水量會趨于一個穩定值。根據水壓、試段長度和穩定滲入的水量，可以判定巖體透水性的強弱。現有的壓水試驗流程，一般使用手動球閥進行壓力的調節，使用機械水表和壓力表進行水流量和壓力的采集，持續時間通過水表進行記錄。上述試驗過程通過操作人員完成，操作人員在現場需要進行壓力的調節，同時需要實時讀取時刻表、水表和壓力表上的數值并進行現場記錄，現場完成試驗過程后，還需要進行后期的試驗數據整理、分析、計算，并繪制圖表。近年來，為了解決現場操作復雜的問題，市場上也出現了一些輔助鉆孔壓水試驗的設備，通過流量傳感器和壓力傳感器進行數據的采集，但是并沒有整體的解決方案，仍然有很多技術問題并沒有得到真正解決，操作難度仍然很高，需要人工參與數據處理的情況仍然很多。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種智能化鉆孔壓水試驗設備。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是，一種智能化鉆孔壓水試驗設備，包括水壓調節系統、數據采集系統和數據處理系統，所述水壓調節系統連接數據采集系統，所述數據處理系統連接數據采集系統。進一步，還包括供水系統和栓塞供壓系統，所述供水系統、數據采集系統和栓塞供壓系統相互連接。進一步，所述水壓調節系統包括手動調壓閥、供水壓力表、電比例調壓閥；所述數據采集系統包括蓄電池、供水壓力傳感器、智能流量傳感器、水位傳感器、控制器和電纜卷揚，所述蓄電池連接控制器、供水系統和數據處理系統，所述控制器、供水壓力傳感器和智能流量傳感器相互連接，所述電纜卷揚連接控制器和水位傳感器，所述水位傳感器連接栓塞供壓系統，所述供水壓力傳感器和智能流量傳感器均連接供水系統；所述數據處理系統包括上位機和電源適配器，所述上位機、電源適配器和數據采集系統相互連接；所述蓄電池連接控制器和電源適配器，所述電比例調壓閥連接供水壓力傳感器、智能流量傳感器和控制器。進一步，所述電比例調壓閥采用電比例二通閥、電比例溢流閥或電比例減壓閥。進一步，所述智能流量傳感器上設有顯示界面，所述智能流量傳感器采用質量流量傳感器，直接測量通過傳感器的水質量或體積；或智能流量傳感器采用兩個或兩個以上的相同量程范圍的流量傳感器并聯組合使用，并且在每個流量傳感器管路上增加管路通斷閥，通過實際流量范圍判斷開啟的管路通斷閥數量，管路通斷閥可以為手動或電磁自動式；或智能流量傳感器采用兩個或兩個以上的不同量程范圍的流量傳感器并聯組合使用，并且在每個流量傳感器管路上增加管路通斷閥，通過實際流量范圍判斷開啟的管路通斷閥數量，管路通斷閥可以為手動或電磁自動式。進一步，所述供水系統包括發動機、聯軸器、供水水泵、供水儲水箱、供水吸水過濾器、安全閥、穩壓罐、供水出水過濾器、和壓水管卷揚，所述發動機的一端連接數據采集系統中的蓄電池，發動機的另一端連接聯軸器，所述供水水泵、安全閥、穩壓罐和供水出水過濾器相互連接，所述供水水泵還連接聯軸器和供水吸水過濾器，所述供水吸水過濾器設在供水儲水箱中，所述供水出水過濾器、手動調壓閥、供水壓力表、電比例調壓閥、壓水管卷揚和數據采集系統相互連接；儲水箱、安全閥、手動調壓閥和電比例調壓閥相互連接，所述壓水管卷揚連接栓塞供壓系統。進一步，所述栓塞供壓系統包括栓塞阻隔器壓力管卷揚、巖石鉆孔、栓塞、栓塞阻隔器、供壓儲水箱、供壓吸水過濾器、供壓水泵、溢流閥、單向閥、供壓儲水罐、供壓壓力表、球閥，所述栓塞插入巖石鉆孔內，所述栓塞與巖石鉆孔之間設有栓塞阻隔器，所述栓塞阻隔器連接數據采集系統，所述栓塞連接栓塞阻隔器壓力管卷揚和供水系統，所述栓塞阻隔器壓力管卷揚連接單向閥和供壓儲水罐，所述單向閥連接供壓水泵和溢流閥，所述栓塞壓水泵連接供壓吸水過濾器，所述供壓吸水過濾器設在供壓儲水箱中，所述供壓壓力表連接供壓儲水罐和球閥，所述球閥、溢流閥和供壓儲水箱相互連接；所述壓水管卷揚連接栓塞。進一步，所述數據采集系統還包括水位傳感器，水位傳感器為壓力傳感式傳感器或磁性浮球式傳感器；進一步，所述栓塞供壓系統通過水壓系統或油壓系統實現，所述供壓水泵包括手動式供壓水泵和自動式供壓水泵；進一步，所述上位機的實現方式包括便攜式工控機、加固工業筆記本、手持終端儀或手機終端，所述上位機加固封裝實現三防要求，上位機自帶電池，所述上位機通過蓄電池實時充電；所述上位機單獨運行，所述上位機與控制器直接通過即插即用通訊線路連接，通過USB口或COM口實現即插即用；進一步，所述水泵采用輕型隔膜泵或三柱塞水泵，所述水泵出口處設穩壓罐，所述穩壓罐內設有空氣室，所述空氣室內充壓力空氣，穩壓罐能夠穩定保持水泵的出水壓力穩定；所述發動機選用輕型柴油機或汽油機，發動機的輸出軸處集成減速機輸出，整體重量減輕；發動機的輸出軸降速后通過聯軸器直接可以匹配供水水泵。進一步，所述栓塞供壓系統還包括自動離合器和栓塞阻隔器壓力傳感器，所述自動離合器和栓塞阻隔器壓力傳感器通過電纜連接至控制器。進一步，所述栓塞供壓系統還包括栓塞阻隔器壓力傳感器和電動水泵，所述栓塞阻隔器壓力傳感器和電動水泵的信號線與控制器相連。進一步，所述電纜卷揚、壓水管卷揚及栓塞阻隔器壓力管卷揚由三個獨立的卷揚滾筒組成，三個卷揚滾筒獨立驅動，或三個卷揚滾筒通過驅動的連接實現聯動；所述電纜卷揚、壓水管卷揚及栓塞阻隔器壓力管卷揚的滾筒直徑分別與電纜、壓水管及栓塞阻隔器壓力管的直徑及彎曲半徑相適配，滿足卷揚滾筒旋轉圈數與長度的比例關系。進一步，所述電纜卷揚、壓水管卷揚及栓塞阻隔器壓力管卷揚組合成一個整體卷揚。進一步，所述電纜卷揚、壓水管卷揚及栓塞阻隔器壓力管卷揚的驅動方式為手動驅動卷揚，手動驅動卷揚中設有標線，通過標線在巖石鉆孔表面的刻度值，可以獲得栓塞在巖石鉆孔內的位置。進一步，所述電纜卷揚、壓水管卷揚及栓塞阻隔器壓力管卷揚的驅動方式為自動驅動卷揚，所述自動驅動卷揚在手動驅動卷揚的基礎上增加了自動離合器和卷揚旋轉角度傳感器，自動離合器和卷揚旋轉角度傳感器均通過電纜與控制器連接，通過卷揚旋轉角度傳感器反饋的卷揚旋轉角度值，經過控制器計算，獲得栓塞在巖石鉆孔內的位置。進一步，所述自動驅動卷揚在手動驅動卷揚的基礎上增加了卷揚電動機或卷揚發動機和卷揚旋轉角度傳感器，所述自動驅動卷揚的自動驅動通過控制器發送信號給卷揚電動機或卷揚發動機實現。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：智能化程度高，流程全自動化處理，系統自動判斷試驗狀態并選擇流程走向，自動采集及整理數據，自動處理數據、圖表并可直接輸出報告，提高了工作效率，降低了操作人員的勞動強度，提高了試驗結果準確性；傳感器精度高，數據精確度高；水泵輸出流量穩定，且供水系統中的穩壓罐及電比例調壓閥均具有穩壓功能；重量輕；軟件權限分類管理，試驗測試數據得到監管；提供了一套完整的鉆孔壓水試驗流程的設備及軟件系統解決方案，相比其他試驗設備和方法功能全面，集成度高；操作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能化鉆孔壓水試驗設備，其特征在于，包括水壓調節系統、數據采集系統和數據處理系統，所述水壓調節系統連接數據采集系統，所述數據處理系統連接數據采集系統。

【技術特征摘要】
1.一種智能化鉆孔壓水試驗設備，其特征在于，包括水壓調節系統、數據采集系統和數據處理系統，所述水壓調節系統連接數據采集系統，所述數據處理系統連接數據采集系統。2.根據權利要求1所述的智能化鉆孔壓水試驗設備，其特征在于，還包括供水系統和栓塞供壓系統，所述供水系統、數據采集系統和栓塞供壓系統相互連接。3.根據權利要求2所述的智能化鉆孔壓水試驗設備，其特征在于，所述水壓調節系統包括手動調壓閥、供水壓力表、電比例調壓閥；所述數據采集系統包括蓄電池、供水壓力傳感器、智能流量傳感器、水位傳感器、控制器和電纜卷揚，所述蓄電池連接控制器、供水系統和數據處理系統，所述控制器、供水壓力傳感器和智能流量傳感器相互連接，所述電纜卷揚連接控制器和水位傳感器，所述水位傳感器連接栓塞供壓系統，所述供水壓力傳感器和智能流量傳感器均連接供水系統；所述數據處理系統包括上位機和電源適配器，所述上位機、電源適配器和數據采集系統相互連接；所述蓄電池連接控制器和電源適配器，所述電比例調壓閥連接供水壓力傳感器、智能流量傳感器和控制器。4.根據權利要求3所述的智能化鉆孔壓水試驗設備，其特征在于，所述電比例調壓閥采用電比例二通閥、電比例溢流閥或電比例減壓閥。5.根據權利要求3所述的智能化鉆孔壓水試驗設備，其特征在于，所述智能流量傳感器上設有顯示界面，所述智能流量傳感器采用質量流量傳感器，直接測量通過傳感器的水質量或體積；或智能流量傳感器采用兩個或兩個以上的相同量程范圍的流量傳感器并聯組合使用，并且在每個流量傳感器管路上增加管路通斷閥，通過實際流量范圍判斷開啟的管路通斷閥數量，管路通斷閥可以為手動或電磁自動式；或智能流量傳感器采用兩個或兩個以上的不同量程范圍的流量傳感器并聯組合使用，并且在每個流量傳感器管路上增加管路通斷閥，通過實際流量范圍判斷開啟的管路通斷閥數量，管路通斷閥可以為手動或電磁自動式。6.根據權利要求2所述的智能化鉆孔壓水試驗設備，其特征在于，所述供水系統包括發動機、聯軸器、供水水泵、供水儲水箱、供水吸水過濾器、安全閥、穩壓罐、供水出水過濾器、和壓水管卷揚，所述發動機的一端連接數據采集系統中的蓄電池，發動機的另一端連接聯軸器，所述供水水泵、安全閥、穩壓罐和供水出水過濾器相互連接，所述供水水泵還連接聯軸器和供水吸水過濾器，所述供水吸水過濾器設在供水儲水箱中，所述供水出水過濾器、手動調壓閥、供水壓力表、電比例調壓閥、壓水管卷揚和數據采集系統相互連接；儲水箱、安全閥、手動調壓閥和電比例調壓閥相互連接，所述壓水管卷揚連接栓塞供壓系統。7.根據權利要求2所述的智能化鉆孔壓水試驗設備，其特征在于，所述栓塞供壓系統包括栓塞阻隔器壓力管卷揚、巖石鉆孔、栓塞、栓塞阻隔器、供壓儲水箱、供壓吸水過濾器、供壓水泵、溢流閥、單向閥、供壓儲水罐、供壓壓力表、球閥，所述栓塞插入巖石鉆孔內，所述栓塞與巖石鉆孔之間設有栓塞阻隔器，所述栓塞阻隔器連接數據采集系統，所述栓塞連接栓塞阻隔器壓力管卷揚和供水系統，所述栓塞阻隔器壓力管卷揚連接單向閥和供壓儲水罐，所述單向閥連接供壓水泵和溢流閥，所述栓塞壓水泵連接供壓吸水過濾器，所述供壓吸水過濾器設在供壓儲水箱中，所述供壓壓力表連接供壓儲水罐和球閥...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黎桑，劉猛，朱永峰，謝俊，李繼偉，梁占國，趙文帥，
申請(專利權)人：湖南莫爾頓智能勘探機器人有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43