(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210280034.5 (22)申请日 2021.12.10 (62)分案原申请数据 202111502760.9 2021.12.10 (71)申请人 成都理工大 学 地址 610059 四川省成 都市成华区二仙桥 东三路1号 (72)发明人 郑明明　王凯　王飞　梁永闪　 霍宇翔　邱德龙　 (74)专利代理 机构 北京之于行知识产权代理有 限公司 1 1767 专利代理师 何志欣 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01)G06Q 10/06(2012.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种水泥浆施工实时监测方法及其凝结强 度模拟测量装置 (57)摘要 本发明涉及一种水泥浆施工实时监测方法 及其凝结强度模拟测量装置。 一种水泥浆施工实 时监测方法， 包括如下步骤： 第一测管管口处产 生预定大小的气泡时， 计此时的压力为初始破乳 压力P1； 第一测管管口处产生至少单个完整气泡 时， 计此时的压力为最终破乳压力P2； 第一测管 管口处的水泥浆波动、 颤动或是产生裂隙之时， 计此时的压力为P3， 并以此表征对应时刻的水泥 浆的胶凝强度。 一种适用于上述方法的凝结强度 模拟测量装置， 包括： 密封釜体与加热 单元。 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 CN 114647938 A 2022.06.21 CN 114647938 A 1.一种水泥浆施工实时监测方法， 包括如下步骤： 第一测管(13 0)管口处产生预定大小的气泡时， 计此时的压力为初始破乳 压力P1； 第一测管(13 0)管口处产生至少单个完整气泡时， 计此时的压力为 最终破乳 压力P2； 第一测管(130)管口处的水泥 浆波动、 颤动或是产生裂隙之时， 计此时的压力为P3， 并以 此表征对应时刻的水泥浆的胶凝强度。 2.根据权利要求1所述的水泥浆施工实时监测方法， 其特 征在于， S101： 根据检测需求， 对密封釜体(30)的容置有水泥浆的压力腔施加对应于不同地层 深度的压力和温度状态； S102： 在水泥浆凝结硬化反应达到预定时间时， 向所述第一测管(130)中施加加压流 体； S103： 观察所述第一测管(13 0)管口处水泥浆的微观变化， 记录相应时刻的压力值P。 3.根据权利要求2所述的水泥浆施工实时监测方法， 其特征在于， 在需要向所述密封釜 体(30)提供相应地层的温度时， 将加热单元(40)升起到所需位置处以对 所述密封釜体(30) 加热。 4.根据权利要求3所述的水泥浆施工实时监测方法， 其特征在于， 通过流体泵机组的作 用， 加压流体(200)被注入至水泥浆(300)上方的第一压力室， 以向水泥浆(300)提供相应地 层的压力状态。 5.根据权利要求4所述的水泥浆施工实时监测方法， 其特征在于， 水泥浆的胶凝强度为 初始破乳 压力P1与最终破乳 压力P2之和与一比例因子K的乘积， 其中， 所述比例因子K＝0.5 。 6.根据权利要求5所述的水泥浆施工实时监测方法， 其特征在于， 通过流量检测装置 (70)的实时读数能够判断所述水泥浆(3 00)的胶凝强度。 7.一种凝结强度模拟测量装置， 所述凝结强度模拟测量装置可适用于上述任意权利要 求之一所述的水泥浆施工实时监测方法， 其包括： 密封釜体(3 0)， 其具有用于容置水泥浆的压力腔； 加热单元(40)， 其用于向所述密封釜体(30)提供用于模拟所述水泥浆处于不同地层深 度下的温度状态的热能。 8.根据权利要求7所述的凝结强度模拟测量装置， 其特征在于， 所述压力腔的顶部和侧 面连接有压力室， 通过所述顶部的压力室能够 模拟所述水泥浆处于不同地层深度下的压力 状态， 及通过 所述侧面的压力室能够模拟各地层流体侵入水泥浆时的压力状态。 9.根据权利要求8所述的凝结强度模拟测量装置， 其特征在于， 所述密封釜体(30)的压 力腔顶部连接有加压流体泵机组， 所述加压流体泵机组用于提供将所述加压流体作用至水 泥浆之上从而模拟所述水泥浆处于相应地层下的压力状态时的动力。 10.根据权利要求9所述的凝结强度模拟测量装置， 其特征在于， 所述密封釜体(30)侧 面连接有多 条输入管线， 其中伸入 水泥浆中的至少一条输入管线被配置为第一测管(130)， 伸入所述密封釜体(3 0)侧面压力室中的至少另一条输入管线被 配置为第二测管(140)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114647938 A 2一种水泥浆施工 实时监测方 法及其凝结强度模拟测量装 置 [0001]分案说明 [0002]本分案申请的原始基础是申请号为202111502760.9， 申请日为2021年12月10 日， 发明名称为 “一种工程注浆用水泥浆凝结质量评价装置及评价方法 ”的专利申请。 技术领域 [0003]本发明涉及水泥浆凝结质量监测技术领域， 尤其涉及一种水泥浆施工实时监测方 法及其凝结强度模拟测量装置 。 背景技术 [0004]工程灌浆是指用适当的方法将按照一定比例配置好的某些可固化浆液注入到岩 土地基的裂缝或孔隙之中， 通过置换、 充填、 挤压等方式以达到改善其物理力学性质目的的 方法。 灌浆技术可以用于地灾里墙桩索的二次注水泥浆， 也可以用于地下工程建设过程中 的桩后注浆、 地铁隧道修建过程中的防渗注浆或是固井后的水泥环和地层间的二次注浆 等。 在众多涉及到注浆工艺的建筑工程施工作业中， 水泥浆体浇筑后的凝结质量是工程人 员最为关心的指标， 因其密切影响着各建筑结构的强度性能。 [0005]例如以常规油气和非常规油气(比如可燃冰、 页岩油等)的开采为例， 为了确 保油 气资源稳定且长期的开采， 需要对所钻地层 进行固井作业， 固井作业对于提高井壁稳定性、 防止层间窜流并且建立油气流出通道、 进行增产措施等方面有着十分重要的意义。 而固井 后水泥浆自身的胶结强度对维持井壁稳定、 防止气窜以及防止层 间窜流等有重要的影响。 除此之外， 诸如地灾里墙桩索的二次注水泥浆， 地下工程建设过程中的桩后注 浆、 地铁隧道 修建过程中的防渗注 浆等工程灌浆领域， 其中水泥浆的强度对于相应工程结构的稳定性 都 有重要影响。 现有的室内测试水泥胶凝强度的方法简单易行， 但仍存在如下问题： (1)可模 拟的地层环境比较有限， 尤其是缺少对原位地层及低 温的模拟方法， 故其实验过程中的数 据不够全面， 缺 乏一定说服力， 也因此无法准确有效地为现场施工提供切实可行 的指导依 据； (2)实验过程通常不可见， 因此仅依靠仪表读数得知水泥浆的强度值往往不够准确， 且 忽略了水泥浆在各凝结时期的微观状态变化， 故由此对水泥浆凝结质量的最 终评价是不够 准确的； (3)几乎无任何实时测量装置， 多数只能得出对水泥浆凝结强度的最终评定结果， 而无法检测水泥浆任一水化时刻下对应的胶凝强度及其变化强度。 [0006]故本发明提出一种可视化的、 高仿真的方法以及装置来实时测量水泥浆凝结硬化 过程中的胶凝强度发展， 以模拟地下空间建设过程中的各种环境状态， 从而为地下空间建 设提供良好的数据支持。 [0007]此外， 一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异； 另一方面由于申请人做出 本发明时研究了大量文献和专利， 但篇幅所限并未详细罗 列所有的细节与内容， 然而这绝 非本发明不具备这些现有技术的特征， 相反本发明已经具备现有技术的所有特征， 而且申 请人保留在背景技 术中增加相关现有技 术之权利。说　明　书 1/7 页 3 CN 114647938 A 3