[发明专利]率定平台孔压控制系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种率定平台孔压控制系统及其控制方法，属于孔隙压力控制技术领域，包括流量控制器、与流量控制器连接的计算机、分别与流量控制器和计算机连接的隔离器和PLC控制器、分别设置于所述流量控制器进出口处的第一液控单向阀、第一压力采集模块、分别设置于所述隔离器进出口处的第二压力采集模块和第二液控单向阀以及设置于所述隔离器出口端的泥沙过滤模块，所述第一液控单向阀、第一压力采集模块、第二液控单向阀和第二压力采集模块均与所述计算机连接。本发明通过在管道内的多个监测点上安装温压传感器，在保证高温高压安全的同时，为模拟舱提供了可靠的温压控制系统。

技术领域

本发明属于孔隙压力控制技术领域，尤其涉及一种率定平台孔压控制系统及其控制方法。

背景技术

向地球深部进军是近期和未来我国科技创新的重要方向。目前，地球浅部矿产资源已逐渐枯竭，资源开发不断走向地球深部，煤炭开采深度已达1500m，地热开采深度超过3000m，金属矿开采深度超过4350m，油气资源开采深度达7500m，深部资源开采已成为常态。探明深部岩石特性，为深部进军提供强有力的支持，就必须在实际工程的深部原位保真取芯工作前，先在实验室中还原深部环境，并测试取芯系统的可靠性。而目前针对还原原位环境实验的温压控制装置，基本停留在浅部岩石力学实验阶段，甚至是常温常压阶段；同时，很少考虑应力-温度-渗透压力三场耦合的情况，可能在试样内部各点未达到均匀时就开始了钻芯或力学实验，这样做会导致较大的偏差，无法正确还原岩石的原位环境，得出的实验结论或者取出的岩芯与实际情况有所误差。

在深地环境中，与浅部最明显的区别就是其高温高压的环境，其温压环境可以达到100℃与100MPa以上，为了研究深部原位取芯，必须了解深部原位温压情况下的各种性质，该发明即为深部原位保真取芯模拟舱提供了温压的控制系统及其调控方法。在一些模拟取芯或者原位实验中，温压的加载路径十分重要，特别是在深地中100+℃与100+MPa级别的温压环境，若温压加载路径不一致，会导致水体气化，对整个实验系统造成巨大扰动。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种率定平台孔压控制系统及其控制方法，在保证高温高压管道安全的同时，为深部原位保真取芯模拟舱提供了可靠的温压控制。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种率定平台孔压控制系统，包括流量控制器、与所述流量控制器连接的计算机、分别与所述流量控制器和计算机连接的隔离器和PLC控制器、分别设置于所述流量控制器进出口处的第一液控单向阀、第一压力采集模块、分别设置于所述隔离器进出口处的第二压力采集模块和第二液控单向阀以及设置于所述隔离器出口端的泥沙过滤模块，所述第一液控单向阀、第一压力采集模块、第二液控单向阀和第二压力采集模块均与所述计算机连接。

进一步地，所述流量控制器包括第一超高压伺服推力油源和第二超高压伺服推力油源，所述第一液控单向阀和第一压力采集模块均分别位于所述第一超高压伺服推力油源和第二超高压伺服推力油源的进出口，且所述第一超高压伺服推力油源和第二超高压伺服推力油源均与隔离器连接。

再进一步地，所述计算机、PLC控制器、第一液控单向阀以及第一压力采集模块为闭环控制；所述计算机、PLC控制器、第二液控单向阀以用第二压力采集模块为闭环控制。

再进一步地，所述第一压力采集模块和第二压力采集模块的结构均相同，均包括压力传感器U4、AD转换模块、单片机模块、显示模块和无线通信模块。

再进一步地，所述压力传感器与AD转换模块连接，所述单片机模块分别与AD转换模块、显示模块和无线通信模块连接；所述压力传感器U4所采用的型号为PTH702H，所述压力传感器U4的第1引脚与+24V电压连接。