[實用新型]一種水壓致裂地應力測試裝置保護器

有效

• 申請號: 201821495580.6
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN208653679U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 張月征;紀洪廣;張同釗;權道路;曹楊
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01L1/02
• 分類號: G01L1/02;G01L1/26
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本實用新型提供一種水壓致裂地應力測試裝置保護器，屬于地應力測量技術領域。該保護器包括保護套筒和上、下錐形器，保護套筒與鉆桿同心相連，上端開口，下端封閉，起到收集地應力測試過程中掉落的細碎砂石的作用；上、下錐形器分別位于上封隔器上端和下封隔器下端，與水壓致裂地應力測試裝置串接，在裝置上下升降過程中，對受不良鉆孔孔壁磨損的封隔器起到保護作用。在深部水壓致裂地應力測試過程中，特別是在千米以深的鉆孔中，在保護套筒和上、下錐形器的共同保護下，降低了封隔器的磨損，提高測試效率，節省測試時間，節約了測試成本。該保護器安裝方便，易于操作，成本低。

技術領域

本實用新型涉及地應力測試技術領域，特別是指-1000m～-2000m范圍深孔水壓致裂地應力測試裝置保護器。

背景技術

地應力是存在于地層巖體中的重要物理場之一，由自重應力、構造應力等構成，人類工程活動會引起應力場的局部集中，造成巖體失穩破壞，地應力是引起巖體變形、失穩和破壞的根本動力源泉，隨著人類向深地要資源的深度越來越深，開展地應力測量是保障深部井巷工程的重要基礎，對深地的探索具有重要的意義。

水壓致裂法是一種絕對地應力測量方法，該方法理論成熟、操作簡單、測量深度大、成本較低，是在地應力測量中常用的一種方法。測量時首先取一段基巖裸露的鉆孔，用封隔器將上下兩端密封起來；然后注入液體，加壓直到孔壁破裂，并記錄壓力隨時間的變化，并用印模器記錄或觀測破裂方位。根據記錄的破裂壓力、關泵壓力和破裂方位，利用相應的公式算出原地主應力的大小和方向。

實踐發現，隨著測量深度的不斷增加，地應力測試裝置中的關鍵裝置封隔器，在鉆孔中上下行進過程中會由于鉆孔孔壁上凸出碎石的出現，造成橡膠成分為主的封隔器磨損嚴重，尤其在千米以下深孔中，一套封隔器最多僅能保證一個測點的測量，甚至由于封隔器磨損嚴重造成測試的失敗。同時，在裝置上提過程中，由于上部碎石的出現，細小或尖銳碎石可能會進入封隔器與孔壁之間，一方面造成封隔器磨損，嚴重時還會卡主裝置，在巨大拉力作用甚至造成裝置脫落。

因此，在運用水壓致裂法進行千米以下深孔地應力測量，尤其是當地層中巖體破碎帶較多的地區時，一方面要注意在長距離的下放或上提過程中加強封隔器的保護，避免破碎孔壁磨損封隔器，另一方面在上提過程中也要防止上部碎石卡住封隔器，保障封隔器的多次利用。

實用新型內容

本實用新型為克服現有水壓致裂裝置在深孔地應力測試中出現封隔器磨損嚴重的缺點，提供一種水壓致裂地應力測試裝置保護器。通過設計一種錐形保護裝置，不僅能夠對封隔器起到保護作用，而且能夠收集測試裝置上部碎石，確保地應力測試裝置在上提、下放的過程中的多次使用。

該保護器在水壓致裂地應力測試裝置上設置保護套筒、上錐形器和下錐形器，鉆桿、轉換開關、上錐形器、上封隔器、水壓致裂器、下封隔器和下錐形器依次串聯，鉆桿外部設置保護套筒，保護套筒與鉆桿同心，上錐形器錐尖部分朝上，上錐形器的錐尖與轉換開關相接，下錐形器錐尖部分朝下，下封隔器與下錐形器非錐尖的一端相接。

其中，保護套筒外徑與上封隔器和下封隔器一致，保護套筒上端開放，下端封閉。

上錐形器上端錐尖部分外徑與鉆桿外徑相當，上錐形器下端外徑與上封隔器和下封隔器外徑相當，上錐形器內部貫通，與上封隔器通過同心絲桿連接。

下錐形器與上錐形器對稱，下錐形器上部非錐尖部分與下封隔器通過同心絲桿連接，下錐形器下端錐尖部分封閉。

本實用新型的上述技術方案的有益效果如下：

該保護器可以在千米以下深地使用水壓致裂法測試地殼應力時保證封隔器的完好性，進而有效地保障千米以下深孔地應力測試的順利完成，降低封隔器的損耗，提高測試效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的水壓致裂地應力測試裝置保護器結構示意圖。