[實用新型]一種鉆孔內測量最大水平地應力方向的裝置

有效

• 申請號: 201822155477.3
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN209385116U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 王波;丁朋;付華
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E21B47/08
• 分類號: E21B47/08;E21B43/26
• 代理公司: 貴陽睿騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本實用新型公開了一種鉆孔內測量最大水平地應力方向的裝置，本實用新型采用高精度位移滑動變阻計(即測距滑動變阻器)，另加特殊的機械裝置設計，可同時測量多個方向的鉆孔直徑，根據測量的鉆孔形態和方位圖畫出每個深度位置的橢圓圖，計算最短軸方向，計算出多個時間的平均最短軸方向為最大水平應力方向。

技術領域

本實用新型屬于油氣工程地應力測試領域，涉及在深埋鉆井中測試最大地應力方向的裝置。

背景技術

非常規天然氣鉆孔壓裂必須沿地應力最大水平主應力方向，以便設計壓裂方向。當前測量最大水平主應力方向的方法是水壓致裂和應力解除法，該方法是在鉆井中進行分段密封加壓，測量應力和位移參數，然后進行相應的計算，這種方法適用于淺孔，在深孔中難度大、測量精度低。也有采用光學CCD和聲學成像測量孔徑形變的，但由于油氣鉆孔為泥漿孔，不適宜于光學和聲學測量，泥漿濃度、溫度和壓力變化大，造成測量誤差大，無法滿足要求。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種鉆孔內測量最大水平地應力方向的裝置，測試可靠，不受鉆孔深度、泥漿濃度、溫度和壓力影響，測試效率高、精度高、可靠性好。

本實用新型的技術方案如下：

一種鉆孔內測量最大水平地應力方向的裝置，包括電子羅盤、下管、解鎖觸發錘、位移滑動變阻計、滑動探管、滑動環、支撐桿、測量支臂、壓縮彈簧、鎖鉤和測量座；

所述下管為一非磁性金屬管，下管內部有一根滑動探管，下管的下端連接有解鎖觸發錘，解鎖觸發錘上設置有鎖槽；

所述滑動探管為封閉的非磁性金屬管，滑動探管內部設置有位移滑動變阻計，位移滑動變阻計的測量座上設置有磁性體，滑動探管外壁上滑動連接著滑動環；

所述滑動環為磁性金屬環，其與支撐桿的一端相連，支撐桿的另一端與測量支臂相連；

所述測量支臂的一端可轉動連接于上管上，測量支臂的末端設置有鎖鉤。

優選的，所述滑動探管外壁上且沿著滑動探管軸向滑動連接有多個滑動環，相鄰滑動環之間以及滑動環與解鎖觸發錘之間均設置有壓縮彈簧。

優選的，所述滑動環外表面分別與兩根支撐桿相連，且兩根支撐桿關于滑動環對稱。

優選的，還包括上管，其下端與下管上端相連，所述上管為一密封的非磁性金屬管，其內部設置有信號放大模塊、A/D轉換模塊、存貯模塊、電子羅盤和電源模塊。

本實用新型的鉆孔內測量最大水平地應力方向裝置實質上是一種全方位孔徑測量探頭，配合該探頭實現全方位孔徑測量水平最大應力方向。

一種鉆孔內測量最大水平地應力方向的方法，根據測量的鉆孔形態和方位圖畫出每個深度位置的橢圓圖，計算最短軸方向，計算出多個時間的平均最短軸方向為最大水平應力方向。

本實用新型采用全方位孔徑測量方法，通過分析鉆孔橢圓短軸方向來確定最大水平地應力方向。測量設備包括地面控制顯示器、電纜絞車、孔徑測量探頭，孔徑測量裝置為一個多方位（例如8方位，夾角45度）孔徑測量探頭，內含能測量方位的電子羅盤，可精確測量鉆孔任意深度位置的孔徑形狀和方位，通過測量鉆孔截面形狀隨時間變化情況，及截面短軸方位，確定相應孔段地應力最大水平應力方向。

與現有技術相比，本實用新型采用高精度位移滑動變阻計（即測距滑動變阻器），另加特殊的機械裝置設計，可同時測量多個方向的鉆孔直徑，解決了大孔徑、深孔、泥漿孔的最大水平地應力方向測量問題，工作效率高、精度高、成本低。

附圖說明

圖1為測量分析方法；

圖2為現場測量結構圖；

圖3為探頭收緊結構圖；