一种水压致裂法测量地应力装置的制作方法

本发明涉及地应力测量技术领域，特别是一种水压致裂法测量地应力装置。

背景技术：

水压致裂法是一种操作简单、适用深度大的低成本地应力测量方法，其基本原理是选取一段基岩裸露的钻孔经过封隔后注入液体，加压直至封隔后的的孔壁出现破裂，将压力变化数据收集分析，并使用印模器观测孔壁破裂方位，再根据破裂过程的压力变化和方位等数据，计算出原地层主应力的大小和方向。

传统测量装置由两个封隔器以及设于两个封隔器之间的注水件组成，两个封隔器虽然能够较好的对注水件的上下部分进行封隔，但是其成本较高，且操作方法较为复杂，整体结构也较为复杂。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，提出了一种水压致裂法测量地应力装置，其结构简单，操作方法简便，易于推广。

一种水压致裂法测量地应力装置，包括，

管主体，所述管主体为空心筒体，设于目标岩层内；

柱塞，所述柱塞为空心筒体，且其设于所述管主体内并与管主体完全贴合，所述柱塞壁内还设有注液通道；

注压管，所述注压管设于所述柱塞内，且与所述柱塞完全贴合；

封隔胶筒，所述封隔胶筒设于所述管主体末端，且其一端连通所述注液通道；

注水件，所述注水件设于所述封隔胶筒下方，且与所述封隔胶筒之间设有通道；

封隔器，所述封隔器设于所述注水件下方，且所述封隔器连接所述注压管。

本发明的一种实施方式在于，所述封隔器为压缩式封隔器或扩张式封隔器中的一种。

本发明的一种实施方式在于，所述注液通道顶部还设有自力式压力调节阀。

本发明的一种实施方式在于，所述封隔胶筒为空心胶筒，且其上下底面的硬度大于侧面的硬度。

本发明的有益效果是：

本装置提出了一种结构简单、使用方法简单的地应力测试装置，同时其可靠性较高，易于推广。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图中1管主体，2封隔器，3柱塞，4注压管，5封隔胶筒，6注水件，7目标岩层，8自力式压力调节阀，9注液通道。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。

实施例：

一种水压致裂法测量地应力装置，包括管主体1，管主体1为空心筒体，其内部设置有形状为空心筒体的柱塞3，柱塞3壁的内部还设置有注液通道9；管主体1的底部连接有封隔胶筒5，该封隔胶筒5内部设有注液膨胀腔室，膨胀注液腔室和注液通道9连接，当从上部的注液通道9注液后，封隔胶筒5会膨胀从而对目标岩层7进行封隔，为了保证封隔效果及封隔胶筒5的寿命，封隔胶筒5的上下底面的材质较硬，可以保证该封隔胶筒5的强度，封隔胶筒5的侧面的材质相对较软，可保证其有较佳的膨胀性能。同时，在封隔胶筒5的下方还设置有注水件6，该注水件6用于破碎目标岩层7、进行水压致裂操作。

在柱塞3内部还设有注压管4，注压管4一端连接至井口上部，另一端穿过柱塞3、封隔胶筒5后连接封隔器2，通过该封隔器2，可以将注水件6的下部封隔，同时能够率先对本发明的装置进行固定。

在本实施例中，封隔胶筒5封隔时的压力小于目标岩层7水压致裂的压力。

在本实施例中，为了保证对封隔胶筒5进行注液封隔前注液通道9不会因进入岩屑等固相颗粒使其堵塞，在注液通道9上部还设置有阀门，该阀门为自力式压力调节阀8，本领域技术人员还可以使用其余能够达到相同目的的手段，如设置具有一定压力的保护膜等等。

在本实施例中，所采用的封隔器2为扩张式封隔器，当通过注压管4向封隔器内打压时，封隔器2内的胶筒可膨胀，从而使得封隔器2能够将本装置固定于目标岩层7内，同时使得注水件6的下端为密封状态。

使用时，将本发明的装置下入目标岩层7，通过注压管4向封隔器2内打压，从而固定本装置并对注水件6下段进行密封；当封隔器2封隔后，向整个通道内增压，使得压力突破自力式压力调节阀8的压力上限，阀门打开，注入水通过注液通道9进入封隔胶筒5及注水件6，封隔胶筒5逐渐膨胀，最终对注水件6的上部进行密封，继续增压即可达到水压致裂的目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种水压致裂法测量地应力装置，其特征在于，包括，

管主体，所述管主体为空心筒体，设于目标岩层内；

柱塞，所述柱塞为空心筒体，且其设于所述管主体内并与管主体完全贴合，所述柱塞壁内还设有注液通道；

注压管，所述注压管设于所述柱塞内，且与所述柱塞完全贴合；

封隔胶筒，所述封隔胶筒设于所述管主体末端，且其一端连通所述注液通道；

注水件，所述注水件设于所述封隔胶筒下方，且与所述封隔胶筒之间设有通道；

封隔器，所述封隔器设于所述注水件下方，且所述封隔器连接所述注压管。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述封隔器为压缩式封隔器或扩张式封隔器中的一种。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注液通道顶部还设有自力式压力调节阀。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述封隔胶筒为空心胶筒，且其上下底面的硬度大于侧面的硬度。

技术总结
本发明涉及一种水压致裂法测量地应力装置，包括，管主体，所述管主体为空心筒体，设于目标岩层内；柱塞，所述柱塞为空心筒体，且其设于所述管主体内并与管主体完全贴合，所述柱塞壁内还设有注液通道；注压管，所述注压管设于所述柱塞内，且与所述柱塞完全贴合；封隔胶筒，所述封隔胶筒设于所述管主体末端，且其一端连通所述注液通道；注水件，所述注水件设于所述封隔胶筒下方，且与所述封隔胶筒之间设有通道；封隔器，所述封隔器设于所述注水件下方，且所述封隔器连接所述注压管。本装置提出了一种结构简单、使用方法简单的地应力测试装置，同时其可靠性较高，易于推广。

技术研发人员：曹彪;夏宏泉;宋二超;张佳伟
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2020.10.29
技术公布日：2020.12.25