[发明专利]三区五段智能灌浆模型及控制方法

权利要求书

1.基于三区五段智能灌浆控制模型的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：建立三区五段智能灌浆模型；

步骤二：检测灌浆中的实时压力和注入率，计算实时PQ值，判断PQ值在三区五段智能灌浆模型中对应的阶段；

步骤三：根据三区五段智能灌浆模型中对应的阶段的灌浆控制方法进行灌浆控制；

步骤四：从PQ值对应的阶段开始，按照五个阶段的顺序依次进行灌浆控制，灌浆控制轨迹最终到达E阶段；

所述三区五段智能灌浆控制模型包括快速升压I区、稳定灌浆II区、灌浆风险III区，以及A、B、C、D、E五个阶段；

所述快速升压I区的实时PQ值小于最优PQ值；

所述稳定灌浆II区的实时PQ值等于最优PQ值；

所述灌浆风险III区实时PQ值大于最优PQ值；

所述A、B、C、D、E五个阶段依次进行；

所述A阶段：灌浆累计注入量大于孔管占浆后仍无压无回；

所述B阶段：注入率为预设最大允许注入率Qmax，压力达到0.1Pd以上，PQ值小于最优PQ值；

所述C阶段：注入率小于预设最大允许注入率Qmax，PQ值达到最优PQ值；

所述D阶段：压力达到灌浆设计压力值Pd，注入率在结束流量Qend-β范围内，βPd应避免地表抬动或浆液扩散太远造成浆液浪费，β的取值根据地层条件取值；

所述E阶段：压力达到灌浆设计压力值Pd，注入率小于等于Qend；

三区五段智能灌浆模型中对应的阶段的灌浆控制方法具体包括：

三个区的灌浆控制方法：

快速升压I区：快速升压后的PQ值至最优PQ值控制范围；

稳定灌浆II区：升压后的PQ值升至最优PQ值上限后开始稳压，直至注入率下降后的PQ值下降到最优PQ值下限再次升压，在最优PQ值控制范围达到结束条件；

灌浆风险III区：严格控制进入的范围；

五个阶段的灌浆控制方法：

A阶段的灌浆控制方法：调节泵的输出排量，限流为预设值；若预设时间内灌浆控制不进入B阶段，采用越级变浆；若最浓级浆液注入量已达预设量仍达不到B阶段标准，待凝或特大注入量处理；

B阶段的控制方法：调节压力P，使得注入率Q为预设最大允许注入率Qmax，压力达到0.1Pd以上，按每级300L逐级变浆，直至进入C阶段；若预设时间内灌浆控制PQ轨迹显著移动，变浆；若已达最浓比级，注入量达到预设值，待凝或特大注入量处理；

C阶段的控制方法：按PQ控制升压，压力升高后的PQ值至PQ上限，稳压至流量降低后的PQ值到PQ下限，再升压，升压后的PQ值至PQ上限，直至进入D阶段；若达预设注入率或预设时间，灌浆控制PQ轨迹无显著移动，加浓一级，直到进入D阶段；

D阶段的控制方法：保持P为灌浆设计压力值Pd，直至进入E阶段；若达预设注入率或预设时间，灌浆控制PQ轨迹无显著移动，密度连续递增，换新浆，延续设计结束时间Tend结束；E阶段的控制方法：保持P为灌浆设计压力值Pd，屏浆，延续规定时间结束。

2.如权利要求1所述的基于三区五段智能灌浆控制模型的控制方法，其特征在于：所述三区五段智能灌浆模型的建立方法：绘制灌浆过程控制图，建立P、Q、C之间的控制关系，其中，P为压力，Q为注入率，C为密度。

3.如权利要求1所述的基于三区五段智能灌浆控制模型的控制方法，其特征在于：还包括：根据地质勘探孔或先导孔、物探孔，确定岩体透水率和地质条件，选择灌浆控制历程：若孔段地层存在宽大裂隙或大的渗漏通道，选择从A阶段开始的灌浆控制历程；若地层存在较大裂隙或较大渗漏通道，选择从B阶段开始的灌浆控制历程；若地层存在一定裂隙或一定渗漏通道，选择从C阶段开始的灌浆控制历程；若地层裂隙细微紧密，选择从D阶段开始的灌浆控制历程；若地层致密，基本不吃浆，选择从E阶段开始的灌浆控制历程。