[其他]一种压差式可调量程孔隙压力计

说明书

本实用新型属于孔隙压力测量仪器。

现有的振弦式孔隙压力计，在探头内装有振弦式压力传感器，使用时待测流体的压力作用于探头的外表面，并通过其内部机械结构或液体将待测压力传递到振弦式压力传感器，通过传感器输出的变化测定待测孔隙液体压力，制作这种结构的孔隙压力计，当分辨率高时量程小，而量程大时分辨率低，分辨率与量程之比，一般在千分之一～千分之一点五左右。1983年在美国召开的国际岩石力学第二届会议的会议论文集上介绍了美国土壤测试仪器有限公司生产的该种产品，当量程为8兆帕时，分辨率为0.015兆帕，分辨率与量程之比为千分之一点九。

目前无论在岩石力学研究、土力学研究还是地学研究等工作中都需要对岩石孔隙中或土体孔隙中液体的压力进行精密观测，许多测量又是在深井孔中进行的，井孔深度每增加100米，就要求量程增加1兆帕，因此要求孔隙压力计既具有高分辨率，又具有足够大的量程，而上述振弦式孔隙压力计无法进行高精度大量程的测量，本实用新型根据实际需要，制成一种高分辨率、大量程孔隙压力计。

本实用新型探头内采用压差式传感器，待测孔隙液体直接流入探头内部，并直接作用于探头内的重油，重油的压力变化直接作用于探头内的压差传感器的上端，减少了压力传递中的损耗；探头内装有电磁阀，当电磁阀短暂开起后，可使压差传感器两端的压差恢复为零，使仪器的量程自动调节，于是本仪器既具有高分辨率，又具有大量程，分辨率与量程之比为几万分之一甚至更高。探头下方装有热阻丝，根据热阻丝的加热功率和加热时间即可知探头下方给出的标准压力值，可随时对仪器进行标定。

本实用新型的进一步说明由以下实施例及附图给出。

图1为按照本实用新型实施并按装在岩层或土层钻孔中的孔隙压力计，图中（1）探头，（2）电缆，（3）岩层或土层中的钻孔，（4）钻孔的含水层，（5）在岩层破碎带设置的套管，（6）木塞，（7）固封水泥。

图2为根据本实用新型实施的孔隙压力计探头外形，包括直径为95毫米、厚5毫米的不锈钢园筒外壳（8），下堵头（9），上盖（10），多孔过滤腔（11），上隔板（12），下隔板（13）和电缆（2）。

图3为按照本实用新型实施的孔隙压力计探头剖面图。探头内隔板（12）的上方为多孔过滤腔（11），下隔板（13）又将探头分为上上腔室（14）和下腔室（15），上腔室（14）和下腔室（15）中充满重油（16）、（17），下隔板（13）上装有压差传感器（18），电磁阀（19），热阻丝（20）和绝缘棒（21）。

待测液体通过多孔过滤腔（11）和铜网（22）进入入水口（23），作用于上腔室（14）中的重油（16），重油（16）的压力变化直接作用于压差传感器（18）的上端（24），压差传感器（18）的下端（25）与下腔室（15）相通，重油（16）的压力值与重油（17）的标准压力值之差通过压差传感器转换成电信号，经电缆（2）传至地面仪器。当压力差超过某一规定值（小于压差传感器自身量程），由地面仪器给出控制信号，将电磁阀短暂开起一次，使上腔室（14）和下腔室（15）的压差为零，开起时传感器给出的阶跃变化量即为前段时间内液压总变化量。无论压力有多大量级变化，本测量系统都能正常跟踪工作，并能保持衡定的灵敏度，当灵敏度为20兆帕时，最佳量程是10兆帕。

通过测定热阻丝（20）的加热功率和加热时间，可随时对下腔室（15）中的重油（17）的标准压力值进行标定。