[實用新型]分段組合式水壓致裂應力測量過濾器

有效

• 申請號: 201721111183.X
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN207169186U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 張重遠;金銘
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院地質力學研究所
• 主分類號: B01D29/58
• 分類號: B01D29/58;B01D29/35
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 畢翔宇

技術領域

本實用新型涉及地應力測量技術領域，尤其是涉及一種分段組合式水壓致裂應力測量過濾器。

背景技術

地應力是存在于地殼巖體中的初始應力，也是固體地球的重要物理屬性參數之一。地應力是引起巖體變形、失穩和破壞的根源力量，因而開展地應力的測量工作在地震機理研究、礦山隧道設計、大型水壩壩基建設等方面具有重要的科學意義。

地應力測量最主要的方法是水壓致裂法。水壓致裂法地應力測量是通過在鉆孔中封隔一段巖石裸孔，向封隔段注入高壓液體，使孔壁壓裂段巖體發生破裂來確定地應力大小和方向的一種方法。該方法理論成熟、操作簡便、測量深度大、成本低，目前在全世界范圍內得到廣泛的應用。水壓致裂地應力測量依賴于鉆孔，鉆孔普遍直徑幾十至數百厘米，深幾十米至數公里。

水壓致裂應力測量使用地質或石油鉆桿作為高壓液體的通道。液體通過鉆桿進入井下推拉開關。推拉開關是控制座封和壓裂兩種關鍵動作轉化的核心儀器，其內部有一排細小孔眼作為高壓液體從鉆桿進入封隔器和裸孔壓裂段的通道，同時有多道精密加工的耐高壓密封圈作為隔檔、阻止高壓液體發生串通的核心部件。理想情況下，在鉆孔中開展水壓致裂法地應力測量需要干凈的清水作為壓裂液體。當前普遍情況下，為避免雜質堵塞推拉開關，通常在鉆桿末端與推拉開關連接處，放置一個簡易過濾管。過濾管為中孔塑料管，管周打一些小洞阻止水中泥沙等進入推拉開關。

由于野外復雜地質條件和各種現實施工的限制，很多情況下難以提供干凈的、后者含少量泥沙的水源。

當前過濾管難以解決如下三大問題：

1)由于打鉆液體具有腐蝕性，鉆桿內壁剝落大量鐵銹，現有的過濾管不能限制一些細微鐵銹進入推拉開關，進而造成鐵銹劃破、割裂氟化耐高壓密封圈，導致測試失敗；

2)有些水源含有黃油、皂化(油)液等化學物質，這些油脂在水中會吸附各種雜質，聚集成團，進而堵塞和貼附在過濾管外部，完全堵住小孔，使液體不能進入推拉開關，造成測量失敗；

3)測量過程中，壓裂段的反排回水具有一定的壓力，這種高壓水流經過過濾管返回到鉆桿中時，會揚起堆積在過濾管與鉆桿環狀空間底部位置的泥沙等雜質，懸浮的雜質有可能再次進入并堵塞推拉開關，造成二次傷害。隨著水壓致裂鉆孔深度愈來愈大，反排水壓越大，這些問題也將愈發突出。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種分段組合式水壓致裂應力測量過濾器，以解決現有技術中存在的技術問題。

本實用新型提供的分段組合式水壓致裂應力測量過濾器，包括空心管柱、第一過濾器和第二過濾器；

所述第一過濾器和所述第二過濾器均為空心柱體；

所述第二過濾器套設在所述第一過濾器的外側；

所述第一過濾器的一端與所述空心管柱的一端連接。

進一步的，所述第一過濾器上設置有分離圈；

所述分離圈靠近所述空心管柱的一端與所述空心管柱插接；

所述第二過濾器套設在所述分離圈遠離所述空心管柱的一端。

進一步的，所述第二過濾器與所述第一過濾器之間為間隙配合。

進一步的，所述第一過濾器的濾孔大于所述第二過濾器的濾孔；

所述第二過濾器的濾孔密度大于所述第一過濾器的濾孔密度。

進一步的，分段組合式水壓致裂應力測量過濾器還包括第三過濾器；

所述第三過濾器為空心柱體；

所述第三過濾器的一端與所述第一過濾器遠離所述空心管柱的一端連接。

進一步的，所述第三過濾器的外壁上設置有至少一個空心細管；

所述空心細管與所述第三過濾器上的濾孔一一對應連接。

進一步的，所述空心細管為多排設置；

同一排所述空心細管中，相鄰的空心細管的軸線夾角為90°。

進一步的，相鄰的所述空心細管不在同一平面上。

進一步的，所述第三過濾器遠離所述第一過濾器的一端設置有堵頭。

進一步的，所述空心管柱為強磁化處理。

本實用新型提供的分段組合式水壓致裂應力測量過濾器，通過簡單組裝后，能夠進行分級過濾，避免了鐵銹進入推拉開關，保證了測試的順利進行；避免了化學油脂對濾孔的堵塞，保證了液體能夠正常進入推拉開關，保證測試的順利進行。

附圖說明