Equipo, instalación y depuración del método de prueba de presión lateral.
(1) Equipo
El equipo principal para la prueba de presión lateral antes de la perforación es el medidor de presión lateral. Se compone principalmente de las siguientes cuatro partes.
1. Dispositivo de presión lateral
Es la parte más importante del manómetro. Consta de un marco metálico circular y una membrana de goma envuelta alrededor del marco. El dispositivo de presión lateral generalmente tiene tres cámaras, la cámara intermedia es la cámara principal (también llamada cámara de prueba) y las cámaras superior e inferior son cámaras de protección. La cavidad principal y la cavidad protectora no están conectadas entre sí, pero la cavidad protectora está conectada y la cavidad principal está intercalada en el medio. Durante la prueba, el agua a alta presión ingresa a la cavidad principal desde la unidad de control a través del sistema de tuberías intermedias, lo que hace que la membrana de caucho se expanda radialmente (lateralmente) hacia el suelo circundante, ejerciendo presión sobre el suelo circundante, estableciendo así un aumento en la presión de la cavidad principal y la deformación volumétrica del suelo. Relación cuantitativa. Al mismo tiempo, se introduce agua con la misma presión en las dos cámaras de protección al mismo tiempo para mantener la presión constante con la cámara principal, lo que obliga a la cámara principal a deformarse hacia izquierda y derecha sincrónicamente en la dirección horizontal. De esta manera, la deformación del suelo alrededor del túnel principal puede tratarse como un problema de deformación plana.
Figura 5-10 Diagrama (estructura) de tubería del manómetro lateral tipo Py-2
Hay un conducto de agua en el centro del manómetro lateral para drenar el agua subterránea de modo que el manómetro lateral El manómetro se puede colocar suavemente a la profundidad de prueba. Hay dos tipos de presión lateral: presión desnuda y aquellas con película protectora de armadura metálica. Para varias arcillas, se puede usar directamente un medidor de presión lateral desnudo, si la membrana elástica se daña con objetos afilados como grava en la capa del suelo, se puede colocar una película protectora de armadura metálica en la membrana elástica del medidor de presión lateral para realizar pruebas; . Su función principal es proteger la membrana elástica y permitir que la prueba de presión lateral se desarrolle con normalidad.
En la actualidad, el diámetro exterior de los manómetros PY-2 y PY-3 es de 50 mm (55 mm con funda de armadura metálica), la longitud de la cámara de prueba es de 250 mm y el volumen es de 491 cm3 (594 cm3 con funda de armadura metálica). La longitud total del manómetro lateral es de 500 mm. Las cámaras superior e inferior (cámaras protectoras) están conectadas entre sí a través de conductos de cobre, pero están aisladas de la cámara intermedia.
2. Caja de control de presión y volumen
Normalmente, la unidad de control del instrumento de presión lateral preperforado es una estructura de caja montada sobre un trípode. Consta de dos partes: un dispositivo de medición de deformación y un dispositivo estabilizador de voltaje. El primero incluye principalmente tubos de medición, tubos auxiliares (el tipo PY-3 solo tiene tubos de medición, sección transversal interna de 14,32 cm2, volumen de 650 cm3), tanques de agua y varias válvulas. Tanto el tubo de medición como el tubo auxiliar están hechos de vidrio orgánico, con una escala mínima de 1 mm. El área de la sección transversal del tubo de medición PY-2 es de 15,28 cm2. indicador de nivel de líquido, y la resolución se puede aumentar a 0,1 mm. La función principal de esta parte es controlar la cantidad de agua que ingresa al dispositivo de presión lateral y medir el valor de deformación correspondiente del suelo en la pared del orificio a través del tubo de medición o. indicador de nivel de líquido. El dispositivo estabilizador de presión incluye una botella de nitrógeno de alta presión o una bomba manual, un tanque de almacenamiento de gas, una válvula reguladora de presión y un manómetro correspondiente. Tanto el refuerzo como la estabilización de voltaje están controlados por válvulas reguladoras de presión. La función principal de esta parte del dispositivo es controlar la presión que ingresa al manómetro lateral. En resumen, la relación entre la presión que actúa sobre el suelo y la correspondiente deformación volumétrica (lograda midiendo la caída del nivel del agua en el tubo de medición) se realiza a través de la caja de control.
3. Sistema de tuberías
La tubería es el "puente" que conecta el manómetro lateral y la caja de control. Su función es transmitir presión y agua desde la caja de control al manómetro. El tipo PY-2 tiene dos tuberías de presión y dos tuberías de inyección de agua, y el tipo PY-3 tiene dos tuberías de presión pero sólo una tubería de inyección de agua (Figura 5-11). El material de la tubería es nailon 1010, que puede soportar altas presiones. Su longitud está determinada por la profundidad máxima de prueba, generalmente de más de diez metros de largo. Las tuberías conectadas al regulador de presión de bypass se pueden conectar rápidamente a la caja de control mediante conectores rápidos.
Figura 5-5-11py-3-3 Diagrama de tuberías del barómetro
4. Herramientas para formar agujeros y otros accesorios
El tipo de perforación previa requiere perforación previa. Para la perforación, la herramienta para formar agujeros es principalmente una broca de cuchara (Figura 5-12), equipada con una broca de cuchara, una varilla sonda y una broca para levantar el suelo hechas de acero de alta resistencia. Apto para suelos arcillosos en general. Para capas de suelo duro, se debe utilizar un taladro ligero para perforar los agujeros.
Figura 5-12 Herramienta para formar orificios
El medidor de presión lateral tipo PY es adecuado para realizar pruebas de suelo cohesivo, limo y arena. Si la formación contiene grava angular, etc. Se deben utilizar manómetros con armadura metálica para evitar perforar la membrana de goma. En la actualidad, la presión de prueba se ha aumentado a 2,5 MPa y la profundidad puede alcanzar los 20 m. Si se utilizan materiales más fuertes para mejorar el rendimiento de sellado de la válvula bajo alta presión, se pueden aumentar la presión de prueba y la profundidad. Entre productos extranjeros similares, la presión de prueba alcanza los 12,5 MPa (como el medidor de presión lateral preperforado Maynard GB) y la profundidad de prueba puede alcanzar los 50 m, algunos alcanzan los 70 MPa, que pueden medir roca dura (como el tipo American Goodman 52101); .
(2) Reparación y mantenimiento de manómetro lateral
1. Construcción y mantenimiento de componentes principales del instrumento
(1) Válvula de control de diafragma: su estructura Como se muestra en la Figura 5-13.
Figura 5-13 Válvula de control de película de cuero
1 tornillo de avance; 3 tapas ensambladas (tuerca); 5 anillos de presión; -película; asiento de 7 válvulas
Gire la rueda en el sentido de las agujas del reloj, el tornillo empuja el tapón de la válvula para presionar la película contra la pared del orificio y la tubería se desconecta; gire la rueda en el sentido contrario a las agujas del reloj, la película de goma descansa; sí mismo La fuerza elástica y la presión interna en la tubería vuelven a sus posiciones originales y la tubería se conecta. Esto habilita la función de control de apertura y cierre de la tubería.
Las ventajas de las válvulas de diafragma son: buen rendimiento de sellado y resistencia a altas presiones. Desventajas: No existe una posición fija para abrir y cerrar, y la operación depende completamente del tacto. La película se daña fácilmente o se corta en agujeros, lo que provoca que las tuberías se bloqueen y afecten el trabajo. Al cerrar la tubería, no se debe apretar demasiado la válvula de diafragma. Una vez finalizado el trabajo, se deben aflojar todas las válvulas para permitir que la membrana vuelva a su estado libre. Una vez que la membrana esté dañada, se debe reemplazar inmediatamente.
La secuencia de sustitución de la membrana de goma es la siguiente: aflojar el patín 1, aflojar la tuerca 3, aflojar el tornillo 2 y retirarlo con unas pinzas para retirar el anillo de presión 5 que está presionado en la membrana; membrana y retire la membrana vieja 6. Reemplácela por otras nuevas. Al reemplazar la nueva membrana, preste atención a la forma del tambor de la membrana apuntando hacia afuera. El montaje debe realizarse en orden inverso al desmontaje. Al montar el tornillo de avance 2, tenga cuidado de no apretarlo demasiado ni demasiado flojo. Si está demasiado apretada, la membrana encajará firmemente en el orificio, bloqueando la tubería; si está demasiado suelta, provocará fugas de agua;
(2) Junta de carcasa: Su estructura se muestra en la Figura 5-14.
Figura 5-14 Junta de tubería tipo tubo
1-Conector; 2-Tuerca de compresión; 3-Anillo de sellado
En esta unión; , el anillo de sellado 3 es presionado firmemente por la tuerca de compresión 2, de modo que la deformación se adhiere firmemente al tubo de conexión y al cuerpo de la junta para formar un sello duro. No es adecuado para el desmontaje después del montaje y la prueba de presión. Si es necesario realizar un desmontaje y reparación, el rendimiento del sellado se reducirá significativamente después del montaje. Si no se pueden mantener los requisitos operativos, se debe reemplazar el sello. El método de sustitución es el siguiente: limar el anillo de sellado con una lima de dientes finos y retirarlo. Tenga cuidado de no limar la boquilla y reemplace el sello por uno nuevo. Cuando se retira el anillo de sellado dañado y se descubre que la boquilla está deformada, se debe reemplazar la boquilla al mismo tiempo para garantizar la calidad de la junta.
(3) Válvula reguladora de presión: La estructura se muestra en la Figura 5-15.
El principio de funcionamiento de equilibrio de la válvula reguladora de presión es: gire la manija reguladora de presión 1 en el sentido de las agujas del reloj, el resorte principal 3 presiona el diafragma de equilibrio 4, de modo que el pasador eyector 6 quede unido al puerto de desbordamiento 14 y se mueve en dirección axial, abra el tapón de entrada de aire 8 para permitir que entre aire en la sala de trabajo. Cuando la presión del aire en la cámara de trabajo y la tubería aumenta a un valor constante, el diafragma de equilibrio se mueve en la dirección opuesta bajo la acción de la presión. El pasador eyector es forzado por el resorte inferior 9 y se eleva a través del pasador eyector inferior 11 y el. Tapón La entrada de aire está cerrada y parada. Cuando la presión del aire en la cámara de trabajo y la tubería excede el valor establecido, el diafragma de equilibrio se ve afectado por la presión del aire en la cámara de trabajo y el resorte principal de compresión se mueve hacia arriba, lo que hace que el puerto de desbordamiento se abra, liberando el aire residual y la presión del aire cae al valor establecido. Cuando la presión del aire en la cámara de trabajo y la tubería cae debido a cambios de volumen, el resorte principal afecta la membrana de equilibrio para cerrar el puerto de desbordamiento, abrir la entrada de aire y aumentar la entrada de aire. Este ciclo continuo logra la función de estabilización de voltaje.
La válvula reguladora de presión es un componente clave del instrumento. La precisión de la válvula reguladora de presión afecta directamente la precisión de los resultados de la prueba cuando está en uso, cuando la fuente de aire o la presión del aire no están conectadas, no se permite girar la manija reguladora de presión para una regulación de presión no válida; Una vez completado el trabajo, se debe soltar la manija inmediatamente para devolver el resorte principal a su estado normal para extender su vida útil y mantener una precisión considerable.
Fallos comunes y soluciones de las válvulas reguladoras de presión:
① El indicador de presión "se arrastra" después del ajuste de presión: La peristalsis se debe principalmente al polvo acumulado en la superficie del bloqueo en el medio del flujo de aire, lo que hace que la entrada de aire se cierre y el bloqueo no se pueda cerrar; en segundo lugar, debido al uso prolongado, la superficie del tapón tiene abolladuras obvias, lo que hace que la superficie sea desigual y no pueda sellar con la entrada de aire. El método de desmontaje es: desenrosque la cámara de aire inferior 12, saque el tapón roscado del manguito guía 13 y limpie la superficie del tapón roscado con alcohol con una lupa para asegurarse de que no haya polvo adherido. Al mismo tiempo, utilice pinzas y algodón con alcohol para frotar la superficie del extremo de la entrada de aire y preste atención para evitar golpes y rayones en la superficie al limpiar. Si observa con lupa los rayones y golpes existentes, debe reemplazar el tapón o la entrada de aire.
Figura 5 - Esquema estructural de la válvula reguladora de presión 15
1 manija; 2 cilindros superiores; 3 resortes principales; cuerpo de 5 válvulas; varilla superior; entrada de aire de 7; resorte de 9; tornillo de ajuste de 10; cámara de aire de 12; puerto de desbordamiento de 13; ② Consumo de aire del puerto de desbordamiento: es decir, el puerto de desbordamiento se agota automáticamente cuando la presión de trabajo nominal no excede. El método de eliminación consiste en aumentar la presión de contacto entre el pasador eyector y el puerto de desbordamiento. Apretar el tornillo de ajuste 10 en el sentido de las agujas del reloj hasta que no haya consumo de gas (teniendo en cuenta la sensibilidad de la válvula reguladora de presión, no es aconsejable apretar demasiado). Si el gas todavía se está consumiendo, se debe quitar el puerto de desbordamiento y su superficie de contacto debe ser plana para que entre en contacto uniformemente con la superficie esférica del pasador eyector.
③ Fuga de aire en la cámara de aire inferior: generalmente es causada por el envejecimiento del manguito de sellado de la varilla eyectora inferior. En este momento, es necesario reemplazar el manguito de sellado.
(4) Conector rápido: Su composición se muestra en la Figura 5-16. Debido al uso frecuente, el anillo de sellado 2 se desgasta, el rendimiento del sellado se ve afectado y debe reemplazarse inmediatamente. Una vez completada la prueba, retire el manguito del conector rápido 3 y colóquese la funda para evitar que entre sedimento en el conducto desde la abertura del manguito y dañe el instrumento.
Figura 5-16 Conector rápido
1-Enchufe; 2-Anillo de sellado; 3-Intubación
(5) Presionador lateral: El prepresor lateral es para la sonda de detección. Su estructura se muestra en la Figura 5-17.
Figura 5-17 Esquema estructural de la máquina de prensa lateral
1-Guía de presión y conducto de agua; 2-Membrana elástica 3-Carcasa de fuga 4-Catéter central; Cabezal de unión; 6 anillos de sujeción internos; 7 cubiertas protectoras para el montaje de la tubería; 8 tapas de empalme; 9 anillos de sujeción externos
Cuando la membrana elástica del manómetro está dañada y es necesario reemplazarla, la secuencia de reemplazo es la siguiente:
(1) Corte la película vieja con un cuchillo, retire las botas de empalme de tuberías 7, afloje la tapa de empalme 8 de cada junta de cobre, retire la película vieja y al mismo tiempo, retire las tapas de empalme 8 en las juntas de cobre en ambos extremos, los anillos de presión internos y externos 6, 9 y las tapas de empalme;
(2) Retire los manguitos con fugas de las cámaras auxiliares superior e inferior. y limpie las impurezas;
(3) Aplique pintura en la pared interior de la nueva membrana. La solución jabonosa se inserta desde un extremo de la presión lateral y pasa a través del anillo de presión exterior de la junta de cobre media desde el extremo. El casquillo sale de la cavidad central, de modo que la posición de la nueva membrana es exactamente la misma que la posición del marco de presión lateral, y se inserta en el medio los dos anillos de presión exteriores del cabezal de junta de cobre.
(4) Dé la vuelta a un extremo de la nueva película (asegúrese de aplicar jabón entre las películas para que quede suave al darle la vuelta) hasta que el anillo de presión medio del cabezal de la junta de cobre esté en la posición; está expuesto
⑤Instale el anillo de compresión interior y apriete la tapa dividida con una llave de gancho
⑥Instale la placa de tubería con fugas en el extremo superior (preste atención al número de inspección); y voltee la película del extremo nuevamente;
⑦ Coloque el anillo de presión exterior, el anillo de presión interior y la tapa de empalme en secuencia.
⑧El otro extremo también funciona en el orden; de ④-⑦.
Nota: Después del montaje, cada parte de la membrana debe estar firmemente sujeta al marco de la prensa lateral para evitar que se afloje.
2. Montaje y uso del instrumento
(1) Montaje del instrumento: Utilice un trípode como soporte y conecte con tuercas moleteadas de cobre M20.
(2) Conexión entre el cilindro de nitrógeno de alta presión y el instrumento: si se utiliza una fuente de nitrógeno de alta presión, conecte el extremo de entrada de aire del manómetro de alivio de presión adjunto al instrumento al cilindro de nitrógeno. y conecte la salida de aire con un tubo de nailon de φ6×1. Conecte un extremo al conector marcado como "Fuente de nitrógeno" en el medidor.
3. Depuración del manómetro
Antes de trabajar, se debe depurar el instrumento y comprobar si es normal, si hay alguna anomalía, se debe solucionar y solucionar; eliminados para evitar la interrupción del trabajo.
(1) Inspección de los estándares de inyección de agua antes del trabajo: Realizar la inyección de agua de acuerdo con la secuencia operativa. Si notas que el llenado de agua es lento o no entra agua, significa que el sistema de llenado de agua está obstruido o atascado. Una falla común es la válvula de inyección de agua, que generalmente es causada por la membrana de la válvula pegada al orificio. En este momento, no es necesario desmontar la válvula y la falla se puede eliminar utilizando el "método de retroceso". El método de solución de problemas es: presurizar el tanque de gasolina por encima de 0,5 MPa, cerrar la válvula de drenaje y la válvula de ajuste a cero, abrir otras válvulas y presurizar lentamente la tubería (coloque el dispositivo de presión lateral en el cilindro de calibración antes de presurizar y abra el tanque de agua). tapón de llenado) ). Cuando escuche el sonido del agua en el tanque, significa que la tubería está limpia. Cuando la presión es superior a 0,5 MPa, si todavía no hay ruido en el tanque de agua, significa que la tubería está seriamente bloqueada. En este punto, se debe retirar la tubería para su inspección. Generalmente, las piezas obstruidas son la válvula de inyección de agua y la tubería desde la válvula de inyección de agua al tanque de agua. No desmonte otras piezas fácilmente.
(2) Inspección de fugas de agua con membrana elástica: después de llenar el instrumento con agua, coloque el dispositivo de presión lateral junto al instrumento sin restricciones externas y presurice lentamente el dispositivo de presión lateral a 0,05 MPa; Membrana elástica Mientras se expande, verifique si hay fugas en la membrana. Si hay una fuga, reemplace la membrana elástica inmediatamente.
(3) Instrucciones de uso de la carcasa interior:
Figura 5-18 Catéter de 3 orificios (los números en la imagen son números de orificios)
Este tipo de carcasa interior La carcasa es exclusiva del agujero 3. Al realizar la prueba de calibración de la fuerza de unión de la membrana elástica, se debe sacar el tubo del orificio número 3 una vez completada la prueba y volver a insertarlo para otras pruebas;
Esta funda interior se puede utilizar en fuentes de 1, 2 y nitrógeno.
4. Instrucciones para el ajuste y uso del instrumento de visualización
(1) Conecte el instrumento a la fuente de alimentación y conecte el enchufe de salida del tubo de medición eléctrico antes de realizar la prueba; durante media hora antes de la calibración.
(2) Durante la calibración, debe desconectar el enchufe rápido del No. 1 y 2, y reemplácelos con tubos de conexión de enchufe dedicados a este instrumento para que puedan comunicarse con los orificios 1 y 2.
(3) Proceso de calibración:
Figura 5-19 1.2 y carcasa especial para el orificio de la fuente de nitrógeno
(1) Inyecte agua de acuerdo con la secuencia de operación, y conecte el tubo de medición. Llene el nivel de agua hasta la escala cero y luego ajuste la perilla de ajuste cero hasta que la salida del medidor de visualización sea 400 mV.
(2) Abra la válvula de llenado de agua, presurícela ligeramente (el la presión debe ser inferior a 0,05 MPa y devolver el agua al tanque de agua). Reduzca gradualmente el nivel de agua en el tubo de medición a 400 mm y ajuste la perilla de ajuste a cero hasta que la salida del medidor sea cero;
( 3) Repita el método anterior varias veces y la pantalla podrá grabar en el acto;
④No ajuste la contratuerca de ajuste a cero. El ajuste a cero se ha realizado antes de que el instrumento salga de fábrica y se ajustará al limpiar el instrumento y los tubos de medición.
(3) Normas de inspección de fábrica de instrumentos
Los principales elementos de inspección del manómetro lateral tipo PY antes de salir de fábrica son:
(1) Estabilidad: en todos los niveles Bajo presión de trabajo, el valor de fluctuación permitido dentro del rango de ajuste inicial de 1 minuto debe ser menor o igual a 0,0025 MPa
(2) Sellado: Bajo presión de trabajo nominal, corte la fuente de aire durante 4 horas, el valor de caída de presión del instrumento debe ser menor o igual a 0,1 MPa;
(3) Valor de ajuste de voltaje: el valor máximo de ajuste de voltaje no debe ser inferior a 2,5 MPa
(4) Inyección de agua: cuando la presión de inyección de agua es inferior a 0,05 MPa, debe estar dentro de los 5 minutos. La cámara de trabajo y el circuito se llenan en minutos;
(5) Limpieza del tanque de agua: hay no debe haber residuos en el tanque de agua que causen obstrucción de la tubería o afecten la transparencia del tubo de medición;
(6) La resistencia a la presión de los conectores rápidos y las tuberías de instrumentos: no menos de 2,5 MPa
(7) El error absoluto del indicador de nivel de líquido: cuando la carrera completa es de 400 mm, el número mostrado del indicador de nivel de líquido y el número marcado El valor absoluto del error máximo entre ellos no debe exceder los 4 mm. .