充填孔护壁套管监测装置

本技术涉及矿山尾砂充填设备，具体为一种充填孔护壁套管监测装置。

背景技术：

1、矿山尾砂充填是将矿山开采过程中产生的废弃尾砂，通过施工的高垂直度钻孔输送至井下回填的方法，可避免因大量尾砂堆放地表给生态环境、耕地以及人民生命安全带来的危害。充填孔一般下入双层套管，即护壁套管和充填内管。充填内管是将充填砂浆从地表输送至井下的通道。护壁套管主要起隔离地层，保护孔壁与充填内管的功能。目前研究人员多针对尾砂充填作业时充填砂浆对充填内管的磨损机理及如何减少内管磨损进行研究，忽略了地层、地下水位变化等多种因素对充填孔护壁套管的复合影响。实践表明，有大量充填孔因护壁套管损坏后进而传导至内管，并导致内管损坏的情况。护壁套管因固井水泥环脱落、地层挤压、砂层液化、地下水水位变化等因素造成其应力应变超出自身承受极限后，产生弯曲变形、断裂、破损等情况。充填孔一旦发生堵塞，修复成本高，难度大。重新施工充填孔，成本高，耗时长，将大大增加矿山企业运营成本。

2、因此，提供一种能够实时监测护壁套管应变情况、并及时预警，以便进行套管损前治理的技术，是本领域亟待解决的一个技术难题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种充填孔护壁套管监测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种充填孔护壁套管监测装置，包括同心设置在充填内管外部的护壁套管，所述护壁套管与充填内管之间以及护壁套管外部均填充有固井水泥环，所述护壁套管外壁上设置有多组光纤光栅应变传感器，所述光纤光栅应变传感器与地表上的光纤光栅解调仪通过光缆连接。

4、优选的，每四个所述光纤光栅应变传感器沿护壁套管高度方向间隔40-50㎝设置形成一个监测单元，所述监测单元沿护壁套管沿周向间隔90°分布，并沿其高度方向竖向布置。

5、优选的，每个所述监测单元中设置有一个温度传感器。

6、优选的，所述光纤光栅应变传感器通过固定夹持座设置在护壁套管管壁上。

7、优选的，所述光缆采用铠装光纤。

8、优选的，所述光纤光栅解调仪中设置有预警模块。

9、优选的，所述光纤光栅解调仪中设置有无线发射模块。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

11、本实用新型通过在护壁套管管壁各个位置设置用于检测的光纤光栅应变传感器，实现实时监测护壁套管管外的应变、温度等参数，能够实现对充填孔套管损坏提前预警、损前治理的目的。

技术特征：

1.一种充填孔护壁套管监测装置，包括同心设置在充填内管(1)外部的护壁套管(2)，所述护壁套管(2)与充填内管(1)之间以及护壁套管(2)外部均填充有固井水泥环(3)，其特征在于：所述护壁套管(2)外壁上设置有多组光纤光栅应变传感器(4)，所述光纤光栅应变传感器(4)与地表上的光纤光栅解调仪(5)通过光缆(10)连接。

2.根据权利要求1所述的一种充填孔护壁套管监测装置，其特征在于：每四个所述光纤光栅应变传感器(4)沿护壁套管(2)高度方向间隔40-50㎝设置形成一个监测单元(11)，所述监测单元(11)沿护壁套管(2)沿周向间隔90°分布，并沿其高度方向竖向布置。

3.根据权利要求2所述的一种充填孔护壁套管监测装置，其特征在于：每个所述监测单元(11)中设置有一个温度传感器(8)。

4.根据权利要求3所述的一种充填孔护壁套管监测装置，其特征在于：所述光纤光栅应变传感器(4)通过固定夹持座(9)设置在护壁套管(2)管壁上。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种充填孔护壁套管监测装置，其特征在于：所述光缆(10)采用铠装光纤。

6.根据权利要求5所述的一种充填孔护壁套管监测装置，其特征在于：所述光纤光栅解调仪(5)中设置有预警模块(6)。

7.根据权利要求6所述的一种充填孔护壁套管监测装置，其特征在于：所述光纤光栅解调仪(5)中设置有无线发射模块(7)。

技术总结本技术公开了一种充填孔护壁套管监测装置，包括同心设置在充填内管外部的护壁套管，所述护壁套管与充填内管之间以及护壁套管外部均填充有固井水泥环，所述护壁套管外壁上设置有多组光纤光栅应变传感器，所述光纤光栅应变传感器与地表上的光纤光栅解调仪通过光缆连接。本技术通过在护壁套管管壁各个位置设置用于检测的光纤光栅应变传感器，实现实时监测护壁套管管外的应变、温度等参数，能够实现对充填孔套管损坏提前预警、损前治理的目的。技术研发人员：王强,蔡正水,刘兵,汪晨,洪玉明,于磊,舒诚,李照三,胡洪飞,张绪勇受保护的技术使用者：安徽工业经济职业技术学院技术研发日：20231124技术公布日：2024/7/11