[發明專利]一種壓送式水平定向鉆進工程地質勘察水壓致裂試驗裝置

有效

• 申請號: 202011189431.9
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112377103B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 程勇;劉繼國;林承華;宋明;馬保松;閆雪峰;李信杰;李華;李健;李金
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）;中山大學河南研究院;中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B43/26;E21B47/00;E21B33/122;E21B47/002;G09B25/04
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 劉榮;周宗貴

1.一種壓送式水平定向鉆進工程地質勘察水壓致裂試驗裝置，至少包括鉆具總成和水壓致裂機構，其特征在于：所述鉆具總成的內部由上至下依次設有密封壓送機構、到位報訊機構和孔內成像機構，其中所述水壓致裂機構位于到位報訊機構和孔內成像機構之間；

所述水壓致裂機構包括推拉管、中心桿、推拉閥、上封隔器、壓裂管和下封隔器，推拉管設于中心桿的軸線上，中心桿的下部中空，且中空處設有推拉閥，中心桿與推拉閥配合形成兩個封閉腔，分別為靠外側的封隔器管路腔體和靠內側的壓裂管腔體，推拉閥的下端由上至下依次設有上封隔器、壓裂管和下封隔器；

所述鉆具總成包括單壁鉆桿、雙壁鉆桿和鉆頭；

到位報訊機構包括懸掛座環和閥堵，閥堵設于中心桿與雙壁鉆桿之間，閥堵一側外表面與中心桿全貼合，閥堵另一側的下端外表面與雙壁鉆桿內表面貼合，且懸掛座環設于閥堵的上端、閥堵與雙壁鉆桿之間；

密封壓送機構包括密封夾板和密封墊；

雙壁鉆桿中設有水口A和水口B；

推拉管上設有上水口和下水口；

壓裂管外壁上設有水口C；

密封壓送機構、到位報訊機構、水壓致裂機構和孔內成像機構整體到達孔底時水口A位于密封壓送機構的上方，水口B位于密封壓送機構的下方；

閥堵水口為壓送到位后，在閥堵上方空間內形成的立體環形唯一泥漿通道，泥漿流經水口B然后通過閥堵水口沖頂閥堵；

使泥漿壓力上升，直至泥漿壓力足夠大完全將閥堵沖開，泥漿壓力下降，泥漿壓力先上升后下降并基本穩定的現象代表水壓致裂機構已到達預定位置；

當封隔水平勘察孔時，推拉閥將推拉管推動到底，推拉管的上水口連通封隔器管路腔體，推拉管下水口處于封堵狀態，封隔器管路腔體連接上封隔器，上封隔器通過管道連接下封隔器，推拉管泵入液體依次至封隔器管路腔體、上封隔器，上封隔器、管道、下封隔器，當注入的液體將上封隔器與下封隔器膨脹至孔壁時，上封隔器與下封隔器之間的孔壁被封隔形成封閉腔；

當裂解孔壁時，推拉閥將推拉管推動到頂，推拉管的下水口連通壓裂管腔體，推拉管上水口處于封堵狀態，壓裂管腔體與壓裂管相連，推拉管泵入液體依次至壓裂管腔體、壓裂管，液體從水口流出至上封隔器與下封隔器之間，當輸入的液體充滿封閉腔C后，便擠壓孔壁，直至巖體產生破裂。

2.根據權利要求1所述的壓送式水平定向鉆進工程地質勘察水壓致裂試驗裝置，其特征在于：所述單壁鉆桿下端靠外側部分突出，雙壁鉆桿上端靠外側部分內陷，且突出長度與內陷深度一致，單壁鉆桿突出處和雙壁鉆桿的內陷處的側面互相貼合，貼合處為接頭，接頭的中部垂直設有螺紋孔。

3.根據權利要求1所述的壓送式水平定向鉆進工程地質勘察水壓致裂試驗裝置，其特征在于：所述密封夾板數量為兩個，分別位于中心桿的左右兩端。

4.根據權利要求1所述的壓送式水平定向鉆進工程地質勘察水壓致裂試驗裝置，其特征在于：所述密封墊為圓環形，且密封墊的外側面嚴密貼合所述雙壁鉆桿內表面，密封墊的內側面嚴密貼合所述中心桿的外表面。

5.根據權利要求1所述的壓送式水平定向鉆進工程地質勘察水壓致裂試驗裝置，其特征在于：所述孔內成像機構包括綜合電纜線管、激光發射器和高清攝像頭。

6.根據權利要求5所述的壓送式水平定向鉆進工程地質勘察水壓致裂試驗裝置，其特征在于：所述激光發射器和高清攝像頭外部設有保護罩。