[发明专利]矿井钻探冲刷工况模拟装置及利用该装置模拟矿井冲刷状态的方法

说明书

本发明公开了一种矿井钻探冲刷工况模拟装置及利用该装置模拟矿井冲刷状态的方法，用于解决现有模拟装置实用性差的技术问题。技术方案是模拟装置包括料浆罐、进给丝杠、气缸、试样组件、喷射试样组件、冲刷管、喷射管和冲刷室。进给丝杠上安装有供试样组件或喷射试样组件移动的气缸；料浆罐右上方设有冲刷室，内部装有试样组件或喷射试样组件和冲刷管或喷射管。通过冲刷管和喷射管的互换，不仅能够针对管道冲刷工况进行冲刷实验研究，探究试样在实际工况各因素下的磨损问题；而且还能够对喷射冲刷工况进行相应的实验研究，用来探究新材料的耐冲蚀性能，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种矿井钻探冲刷工况模拟装置，还涉及利用该装置模拟矿井冲刷状态的方法。

背景技术

参照图8。文献“申请公开号CN 106872265A的中国发明专利”公开了一种试件夹持器及自旋式多相流冲蚀磨损试验机，该装置包括电机1、支架2、浆料筒3、转盘4、转轴5、挡料板6、试件夹持器7和试件8；所述电机1通过支架2设置在所述浆料筒3的上侧，所述转轴5的一端与所述电机1的输出轴连接，所述转轴5的另一端设置转盘4，所述转轴5穿过所述浆料筒3的顶板以便将所述转盘4设置于所述浆料筒3内，所述转盘4上设有多个所述的试件夹持器7；所述浆料筒3内设有多个挡料板6，所述挡料板6的一边与所述浆料筒3的筒体连接。

该装置工作时，试件8通过试件夹持器7安装在转盘4上，转盘4位于浆料筒3内，浆料筒3内装有浆料，电机1通过转轴5带动转盘4转动，转盘4转动时，料浆也随转盘4转动，浆料筒3内的挡料板6会对浆料的转动产生阻挡的作用，进而产生一定的涡流，对试件起到一定的冲刷作用，能够模拟实际工况中的冲刷形式。

不难看出，相关专利中提及的装置存在以下缺陷：

一、该装置只能针对旋转式冲刷工况的模拟，不能对管道冲刷工况进行模拟实验研究；

二、利用该装置实验时，由于试样在料浆罐中搅拌冲刷，其所对应的冲刷速度很难精确测量和控制；

三、由于在罐内试样与冲刷粒子的接触是随机的，因而很难保证在旋转过程中颗粒撞击角度的一致性，即冲刷角的控制难以保证，影响实验研究的准确性。

发明内容

为了克服现有模拟装置实用性差的不足，本发明提供一种矿井钻探冲刷工况模拟装置及利用该装置模拟矿井冲刷状态的方法。模拟装置包括料浆罐、进给丝杠、气缸、试样组件、喷射试样组件、冲刷管、喷射管和冲刷室。进给丝杠上安装有供试样组件或喷射试样组件移动的气缸；料浆罐右上方设有冲刷室，内部装有试样组件或喷射试样组件和冲刷管或喷射管。通过冲刷管和喷射管的互换，不仅能够针对管道冲刷工况进行冲刷实验研究，探究试样在实际工况各因素下的磨损问题；而且还能够对喷射冲刷工况进行相应的实验研究，用来探究新材料的耐冲蚀性能，实用性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种矿井钻探冲刷工况模拟装置，其特点是：包括搅拌器1、料浆罐2、支撑板3、进给丝杠4、导向轴5、气缸6、冲刷室9、流量计10、漏液开关11、回流阀12、出水阀13和砂浆泵14；所述的搅拌器1通过机械密封连接搅拌电机并安装于料浆罐2的底部，所述进给丝杠4和导向轴5通过两端的轴承座安装在料浆罐2上方的支撑板3上，进给丝杠4上安装有气缸6；所述料浆罐2的右上方设有冲刷室9，料浆罐2的一侧设置砂浆泵14，冲刷室9通过管道和出水阀13与砂浆泵14的出水口相连接，管道上装有流量计10和漏液开关11，并通过回流阀12与料浆罐2相连，料浆罐2的中下部与砂浆泵14的进水口直连。

所述的冲刷室9由试样组件71和冲刷管81构成，所述试样组件71通过内环713、垫圈712和顶尖715将冲刷试样714安装在于中心轴711上，中心轴711与气缸6轴固连后伸入冲刷管81中。