[发明专利]一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定装置及方法

权利要求书

1.一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定装置，其特征在于，包括泄能罩、压力传感器和信号采集单元，所述泄能罩为两端开口的筒状结构，所述泄能罩采用厚度为12±2mm、两端开口的无缝钢管件，泄能罩的直径大于泄能头和致裂器直径3-5cm，所述泄能罩通过其中一端开口罩装在致裂器的泄能头上，并与所述泄能头之间相对固定设置，所述压力传感器贴设在泄能罩的内壁，并与信号采集单元通过信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定装置，所述泄能罩上设有螺纹通孔，所述泄能头上设有螺纹盲孔，所述泄能罩和泄能头通过同时螺接在螺纹通孔和螺纹盲孔上的固定螺钉连接。

3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定装置，所述螺纹通孔为两个，并沿同一径向方向布置在泄能罩的中部，对应的螺纹盲孔为沿泄能头同一径向上布置的两组。

4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定装置，所述螺纹盲孔对称布置在泄能头上的泄能孔两侧，螺纹规格与泄能罩上的螺纹通孔和固定螺钉相同，螺纹盲孔的垂直深度5±1mm。

5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定装置，所述固定螺钉为由钢铁材料制成的全螺纹螺钉，长度大于等于8cm，螺纹规格与泄能罩的螺纹通孔和泄能头的螺纹盲孔相同。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定装置，所述压力传感器沿泄能罩内壁同一圆周布置至少两个，其中两个压力传感器分别设置在正对泄能头的泄能孔的位置上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定装置，所述压力传感器采用PVDF压电薄膜传感器，该PVDF压电薄膜传感器通过锡箔胶带覆盖粘贴于泄能罩的内壁，并通过信号线与外部的信号采集单元连接。

8.根据权利要求7所述的一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定装置，所述信号采集单元为示波记录仪。

9.一种二氧化碳致裂器的致裂压力测定方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项致裂压力测定装置，包括以下步骤：

步骤一，将PVDF压电薄膜传感器逐一粘贴于泄能罩内壁的不同位置，并用绝缘胶带将传感器的接线端金属与泄能罩内壁之间绝缘隔离，防止杂散电流干扰信号采集，再用锡箔胶带将PVDF压电薄膜传感器覆盖粘贴于泄能罩内壁上；

步骤二，将固定螺钉穿过泄能罩上的螺纹通孔，调节固定螺钉使泄能头位于泄能罩内的中心位置，再将泄能罩固定在泄能头的螺纹盲孔上；

步骤三，连接PVDF压电薄膜传感器与信号采集单元，调节并检查PVDF压电薄膜传感器与信号采集单元是否连通，设置信号采集单元的采集参数，使其处于待触发状态，然后引爆致裂器并进行数据采集；

其中，PVDF压力传感器的压力计算公式如下：

式中，σ(t)表示致裂器的致裂压力，Q(t)表示传感器释放的电荷，K表示传感器的灵敏度系数，U(t)表示检测到的电压信号，A表示受压力的有效面积，R表示测试系统的内阻值。