一种岩土热响应测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及浅层地温能勘测领域，特别是涉及一种对岩土进行热响应测试的试验装置。


背景技术：

2.进行浅层地温能开发之前，需要进行原位岩土热响应试验，来获取岩土的热物性参数。该试验在施工现场进行，大体分为钻孔、置管、回填、测试四大步骤。
3.现有技术多采用单孔单u(即一个钻孔中设置一根u型管)或单孔双u(即一个钻孔中设置两根u型管)的方式进行测试，这样的设置存在两方面的技术问题，第一，单双u置管方案的经济效益是不同的，当需要对二者进行比对试验时，需要钻取多个钻孔，第二，不同地层的岩土热物性是不同的，当需要对不同深度的置管方案进行比对试验时，需要钻取多个孔深不同的钻孔。然而，由于钻机体积庞大腾挪不便、使用成本高、受到诸多工程条件的限制，并且需要针对每个钻孔分别进行置管、回填、测试，因此试验效率低下。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种岩土热响应测试装置，包括多个测管，每个测管均包括两竖管和一横管从而呈u型，所述竖管长度可调，每个测管的第一竖管上设置有入流阀、第二竖管上设置有出流阀，所有入流阀均与同一入流管相联通、所有出流阀均与同一出流管相联通，所有测管均置于同一钻孔中。
5.所有竖管还可以通过隔管器连接，保证各竖管相互隔开。
6.隔管器还可以包括多根绝热连接杆，每根绝热连接杆的两端分别设置导热管衬，一根绝热连接杆的两个导热管衬分别套接在一根测管的两根竖管上，各连接杆的中点均位于钻孔轴线上且相互固接，各连接杆呈交叉状，使得各管衬及套接在管衬上的各竖管互不接触。
7.竖管还可以通过密封套接或密封螺接的方式实现长度可调。
8.一种使用本实用新型的岩土热响应测试装置进行岩土热响应测试的方法，步骤一、钻凿第一钻孔，进行同埋深单双u比对测试；步骤二，将所有测管的竖管调节为相近的长度，使所有横管位于大致相同的深度却互不接触；步骤三，在第一钻孔中置入所有测管并回填，在入流管中通入流体；步骤四，打开第一测管的入流阀和出流阀、关闭其他所有测管的入流阀和出流阀，在出流管中回收流体，进行测试，得到单u测试结果并记录；步骤五，打开第二测管的入流阀和出流阀，在出流管中回收流体，进行测试，得到双u测试结果并记录；步骤六，比对单双u测试结果；步骤七，钻凿第二钻孔，进行不同埋深岩土热响应测试；步骤八，将所有测管的竖管调节为不同的长度，使所有横管位于不同的深度、互不接触；步骤九，在第二钻孔中置入所有测管并回填，关闭所有入流阀和出流阀，在入流管中通入流体；步骤十，只打开某一测管的入流阀和出流阀，在出流管中回收流体，进行测试，得到与该测管埋深相对应的测试结果并记录；步骤十一，重复上一步骤直至所有测管测试和记录完毕。
9.本实用新型通过在同一钻孔中设置多个长度可调的测管，不仅能够进行单钻孔的单双u比对测试、而且能够进行单钻孔的多埋深测试，实现了一孔多用，最大限度地减少了钻孔数量，节约了施工成本，提高了试验效率。此外，回填施工容易导致测管移位，本实用新型还为此设置了隔管器，使得置于单孔中的多个竖管保持相互隔开，而且由于竖管长度可调因此可使横管互相隔开，避免了测管相互接触所导致的测试数据失真。
附图说明
10.图1是将本实用新型的测试装置应用于不同埋深岩土热响应测试的结构示意图。
11.图2是本实用新型的隔管器结构示意图。
12.图中，第一测管1，第二测管2，第三测管3，竖管4，横管5，阀门6，入流管7，出流管8，地面9，填料10，钻孔11，绝热连接杆12，导热管衬13。
具体实施方式
13.实施例一
14.一种岩土热响应测试装置，包括第一测管1、第二测管2和第三测管3，第一测管1呈u型，包括两竖管4和一横管5，第一测管1的两竖管4上分别设置有阀门6，具体为入流阀和出流阀，第二测管2呈u型，包括两竖管和一横管，第二测管2的两竖管上分别设置有阀门，具体为入流阀和出流阀，第三测管3呈u型，包括两竖管和一横管，第三测管3的两竖管上分别设置有阀门，具体为入流阀和出流阀，第一测管1的入流阀、第二测管2的入流阀以及第三测管3的入流阀均与同一入流管7相联通，第一测管1的出流阀、第二测管2的出流阀以及第三测管3的出流阀均与同一出流管8相联通，所有测管的所有竖管均为长度可调管，例如，能够通过密封套接或密封螺接的方式改变各竖管的长度，所有测管均置于同一钻孔11中。所有竖管之间通过隔管器连接，保证各竖管相互隔开。隔管器包括三根绝热连接杆12，每根绝热连接杆12的两端分别设置一个导热管衬13，一根绝热连接杆12的两个导热管衬13分别套接在一根测管的两根竖管上，各连接杆12的中点均位于钻孔11轴线上且相互固接，各连接杆呈交叉状，使得各管衬13互不接触。
15.实施例二
16.一种同埋深单双u比对测试的岩土热响应测试方法，使用实施例一所述的测试装置；步骤一，将所有测管的竖管调节为相近的长度，使所有横管位于大致相同的深度却互不接触；步骤二，在同一钻孔11中置入所有测管并回填，再在入流管7中通入流体；步骤三，打开第一测管1的入流阀和出流阀、关闭其他所有测管的入流阀和出流阀，在出流管8中回收流体，进行测试，得到单u测试结果；步骤四，打开第二测管2的入流阀和出流阀，在出流管8中回收流体，进行测试，得到双u测试结果；步骤五，比对单双u测试结果。
17.实施例三
18.一种不同埋深岩土热响应测试方法，使用实施例一所述的测试装置；步骤一，将所有测管的竖管调节为不同的长度，使所有横管位于不同的深度、互不接触；步骤二，在同一钻孔11中置入所有测管并回填，再在入流管7中通入流体；步骤三，打开第一测管1的入流阀和出流阀、关闭其他所有测管的入流阀和出流阀，在出流管8中回收流体，进行测试，得到第一埋深测试结果；步骤四，关闭第一测管1的入流阀和出流阀、打开第二测管2的入流阀和出
流阀，在出流管8中回收流体，进行测试，得到第二埋深测试结果；步骤五，关闭第二测管2的入流阀和出流阀、打开第三测管3的入流阀和出流阀，在出流管8中回收流体，进行测试，得到第三埋深测试结果。


技术特征：
1.一种岩土热响应测试装置，其特征在于：包括多个测管，每个测管均包括两竖管和一横管从而呈u型，所述竖管通过密封套接或密封螺接的方式实现长度可调，每个测管的第一竖管上设置有入流阀、第二竖管上设置有出流阀，所有入流阀均与同一入流管相联通、所有出流阀均与同一出流管相联通，所有测管均置于同一钻孔中。2.根据权利要求1所述的岩土热响应测试装置，其特征在于：所有竖管通过隔管器连接，保证各竖管相互隔开；所述隔管器包括多根绝热连接杆，每根绝热连接杆的两端分别设置导热管衬，一根绝热连接杆的两个导热管衬分别套接在一根测管的两根竖管上，各连接杆的中点均位于钻孔轴线上且相互固接，各连接杆呈交叉状，使得各管衬及套接在管衬上的各竖管互不接触。

技术总结
本实用新型是一种岩土热响应测试装置，包括多个测管，每个测管均包括两竖管和一横管从而呈U型，所述竖管通过密封套接或密封螺接的方式实现长度可调，每个测管的第一竖管上设置有入流阀、第二竖管上设置有出流阀，所有入流阀均与同一入流管相联通、所有出流阀均与同一出流管相联通，所有测管均置于同一钻孔中。所有测管均置于同一钻孔中。所有测管均置于同一钻孔中。


技术研发人员：王庭勇 刘文涛 鲍志言 张继 王鹏 赵军海 王杰 宋国虎 马真贵 蒲文斌 蒋正 曹磊 李天一 高进 杨帆
受保护的技术使用者：四川省地质工程勘察院集团有限公司
技术研发日：2020.12.11
技术公布日：2021/11/24