[發(fā)明專利]一種檢測巖心破裂信號的系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710508538.7
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN109142045A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周楓
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/08
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

公開了一種檢測巖心破裂信號的系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括：壓力加載裝置，所述壓力加載裝置與待測巖心連接，用于對所述待測巖心加載壓力；激光測振儀，用于發(fā)射激光束和檢測待測巖心表面的振動信號；控制設(shè)備，所述控制設(shè)備分別與所述激光測振儀和所述壓力加載裝置通信連接，用于控制所述激光測振儀和所述壓力加載裝置的運行，并記錄分析所述激光測振儀接收到的數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的方法，通過激光測震技術(shù)和光學掃描技術(shù)，實現(xiàn)對巖石內(nèi)部裂縫信號進行精確的監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石力學檢測領(lǐng)域，更具體地，涉及一種檢測巖心破裂信號的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

激光測振技術(shù)是利用激光來接收超聲波實現(xiàn)材料特性和缺陷檢測的技術(shù),是完全非接觸式超聲波檢測技術(shù)。在激光超聲檢測系統(tǒng)中，激光器及其光學元件可以遠離被測試件幾十厘米之遠，需要時可達數(shù)十米遠。因此，這種技術(shù)不僅是一種非接觸式，而且是遠距離遙測式的檢測技術(shù)。盡管電磁超聲換能器(EMAT)，空氣超聲換能器以及電容換能器(ESAT)等也具有非接觸式的特點，但這些換能器離開試件的距離不能太大(<lmm)，換能器的換能效率與換能器和試件表面間的距離關(guān)系甚大。從這方面來講激光超聲無損檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍更大。比如，當試件的溫度超過500℃以上，或者更高，沒有可靠的超聲換能器可以接近試件表面，而激光超聲技術(shù)則可遙測。激光束可以透過一個透明窗口，進入密封的試件艙，因此可以應(yīng)用在有毒、高壓、有放射性的惡劣環(huán)境之下。

從原理上講，光學技術(shù)具有快速掃描的特點，利用棱鏡、反射鏡或者電光裝置，可以方便地進行全方位快速掃描。采用全光學型的激光超聲測量系統(tǒng)，可以利用這一特點，對試件進行快速掃描。掃描的上限速度與壓電換能器的掃描速度相比高得多，它僅受激光脈沖的復重頻率及數(shù)據(jù)采樣頻率的限制。

應(yīng)力應(yīng)變實驗是巖石力學性質(zhì)測量的一種重要手段，通常是在巖石樣品上施加一定方向的力，利用形變測量儀和力學傳感器監(jiān)測巖石受壓過程中在不同方向上的變形程度。巖石的各類彈性模量和力學參數(shù)都可以通過應(yīng)力應(yīng)變實驗直接測量或者計算得到。但是，巖石形變和內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生監(jiān)測受限于形變測量裝置的精度，對于塑性較差的巖石，如灰?guī)r、白云巖等，在應(yīng)力應(yīng)變實驗過程中，由形變測量裝置測得的巖石破裂參數(shù)存在一定的誤差。

因此，有必要開發(fā)一種檢測巖石破裂信號的系統(tǒng)，利用激光測震技術(shù)和光學掃描技術(shù)，對巖石內(nèi)部裂縫信號進行精確的監(jiān)測。

公開于本發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種檢測巖心破裂信號的系統(tǒng)及方法，其能夠通過激光測震技術(shù)和光學掃描技術(shù)，實現(xiàn)對巖石內(nèi)部裂縫信號進行精確的監(jiān)測。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種檢測巖心破裂信號的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

壓力加載裝置，所述壓力加載裝置與待測巖心連接，用于對所述待測巖心加載壓力；

激光測振儀，用于發(fā)射激光束和檢測待測巖心表面的振動信號；

控制設(shè)備，所述控制設(shè)備分別與所述激光測振儀和所述壓力加載裝置通信連接，用于控制所述激光測振儀和所述壓力加載裝置的運行，并記錄分析所述激光測振儀接收到的數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種檢測巖心破裂信號的方法，該方法包括：

基于壓力加載裝置對待測巖心加載壓力，使所述待測巖心發(fā)生形變；

基于激光測振儀的激光發(fā)射器發(fā)射激光束，進行激光測振試驗；

基于激光測振儀的激光檢測探頭，檢測所述待測巖心表面的振動信號；

基于控制設(shè)備對振動信號進行記錄與分析。