[发明专利]一种工程注浆用水泥浆凝结质量评价装置及评价方法

说明书

本发明涉及一种工程注浆用水泥浆凝结质量评价装置及评价方法，所述装置至少包括：密封釜体，具有用于容置水泥浆的压力腔，且压力腔的顶部和侧面均连接有至少一个压力室；加热单元，用于向密封釜体提供热能，其中，反应釜体顶部的压力室与一用于向该压力室注入加压流体的输入管线连通，反应釜体侧面连接多条输入管线，其中伸入水泥浆中的至少一条输入管线被配置为第一测管，其中伸入密封釜体侧面压力室中的至少另一条输入管线被配置为第二测管，密封釜体的至少部分被构造为分别对应于第一测管和第二测管的可视的第一窗口和第二窗口。本发明还涉及一种工程注浆用水泥浆凝结质量评价方法。

技术领域

本发明涉及水泥浆凝结质量监测技术领域，尤其涉及一种工程注浆用水泥浆凝结质量评价装置及评价方法。

背景技术

工程灌浆是指用适当的方法将按照一定比例配置好的某些可固化浆液注入到岩土地基的裂缝或孔隙之中，通过置换、充填、挤压等方式以达到改善其物理力学性质目的的方法。灌浆技术可以用于地灾里墙桩索的二次注水泥浆，也可以用于地下工程建设过程中的桩后注浆、地铁隧道修建过程中的防渗注浆或是固井后的水泥环和地层间的二次注浆等。在众多涉及到注浆工艺的建筑工程施工作业中，水泥浆体浇筑后的凝结质量是工程人员最为关心的指标，因其密切影响着各建筑结构的强度性能。

例如以常规油气和非常规油气（比如可燃冰、页岩油等）的开采为例，为了确保油气资源稳定且长期的开采，需要对所钻地层进行固井作业，固井作业对于提高井壁稳定性、防止层间窜流并且建立油气流出通道、进行增产措施等方面有着十分重要的意义。而固井后水泥浆自身的胶结强度对维持井壁稳定、防止气窜以及防止层间窜流等有重要的影响。除此之外，诸如地灾里墙桩索的二次注水泥浆，地下工程建设过程中的桩后注浆、地铁隧道修建过程中的防渗注浆等工程灌浆领域，其中水泥浆的强度对于相应工程结构的稳定性都有重要影响。现有的室内测试水泥胶凝强度的方法简单易行，但仍存在如下问题：（1）可模拟的地层环境比较有限，尤其是缺少对原位地层及低温的模拟方法，故其实验过程中的数据不够全面，缺乏一定说服力，也因此无法准确有效地为现场施工提供切实可行的指导依据；（2）实验过程通常不可见，因此仅依靠仪表读数得知水泥浆的强度值往往不够准确，且忽略了水泥浆在各凝结时期的微观状态变化，故由此对水泥浆凝结质量的最终评价是不够准确的；（3）几乎无任何实时测量装置，多数只能得出对水泥浆凝结强度的最终评定结果，而无法检测水泥浆任一水化时刻下对应的胶凝强度及其变化强度。

故本发明提出一种可视化的、高仿真的方法以及装置来实时测量水泥浆凝结硬化过程中的胶凝强度发展，以模拟地下空间建设过程中的各种环境状态，从而为地下空间建设提供良好的数据支持。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种工程注浆用水泥浆凝结质量评价装置及评价方法，旨在解决现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种工程注浆用水泥浆凝结质量评价装置，至少包括：密封釜体，其具有用于容置水泥浆的压力腔，且压力腔的顶部和侧面连接有压力室，通过顶部的压力室能够模拟水泥浆处于不同地层深度下的压力状态，且通过侧面的压力室能够模拟各地层流体侵入水泥浆时的压力状态，加热单元，其用于向密封釜体提供用于模拟水泥浆处于不同地层深度下的温度状态的热能，其中，密封釜体顶部的压力室与一用于向该压力室注入加压流体的输入管线连通，且密封釜体侧面连接有多条输入管线，其中至少一伸入水泥浆中的输入管线被配置为第一测管，至少另一伸入密封釜体侧面压力室中的输入管线被配置为第二测管，其中，密封釜体的至少部分被构造为可视的第一窗口和第二窗口，且第一测管和第二测管各自的端部处于第一窗口和第二窗口的可见范围之内。