一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置

本发明涉及岩土工程安全，具体为一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置。

背景技术：

1、沉积岩地层中碎屑岩的颗粒成分主要以长石、石英、岩屑为主，填隙物则以杂基和胶结物为主(杂基是指碎屑岩中充填碎屑颗粒之间的一些细粉砂，最常见的杂基成分是高岭石细小的机械成因组分，其粒级以泥为主，有时可见灰泥和云泥。胶结物是指碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生矿物)。

2、在对沉积岩地层进行孔隙压力检测时，其中，沉积岩地层中的杂基和胶结物的结构、孔隙的结构以及碎屑颗粒与杂基和胶结物，对孔隙压力的监测有着一定的影响。其中，例如，孔隙中可能存有气体、胶结物、油状物和水等物质，这些存在或游离在孔隙中的液态物质容易影响孔隙压力计的渗流情况，从而影响孔隙压力计对沉积岩地层中孔隙压力的检测数据及分析，进而影响对其进行的监控的预警状况。

3、因此，有必要提供一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其包括外套管、内套管以及孔隙压力计，所述外套管管壁设有透水孔区，位于透水孔区区域层的外套管内同心固定装配内套管，且所述内套管与外套管之间形成平衡腔，平衡腔中设置平衡压力监测系统，且所述内套管内同心固定装配孔隙压力计，孔隙压力计与内套管之间形成检测腔，检测腔中设置等压调控检测系统。

2、优选地，所述平衡压力监测系统包括弹簧一、监测环以及控压泵一，所述弹簧一套于内套管外且其上端连接在平衡腔的顶部，其下端连接有套在内套管外的监测环，且监测环外壁与外套壳内壁、监测环内壁与内套壳外壁之间分别设有对应的u型层环套一，且所述监测环上方局部平衡腔形成有控压腔一，所述监测环下方局部平衡腔形成有渗流腔，所述控压腔一通过气管一连通设置在外套管内的控压泵一，位于外套管的下方管体内设有用抽吸作用在渗流腔区域的渗流辅助机构。

3、优选地，所述渗流辅助机构包括安装在外套管内的抽吸泵一，其输入端通过抽吸管连通渗流腔底部，其输出端连通有排液管一。

4、优选地，所述排液管一的下方还设有安装在外套管内的称重计，所述称重计上端安装集液箱一，集液箱一下端排液口的下方设有安装在外套管内的集液箱二，集液箱二下端排液口连通抽吸泵二输入端，抽吸泵二输出端连通有用于向外套管外部进行排液的排液管二，且所述集液箱一下端排液口处设有控流阀。

5、优选地，所述排液管二外管口处设有止逆管。

6、优选地，所述渗流腔底部还设有透流挡环，所述透流挡环上端面与抽吸管上管口平齐设置。

7、优选地，所述监测环下端安装有斜面环一。

8、优选地，所述等压调控检测系统包括括弹簧二、检测环以及控压泵二，所述弹簧二套于孔隙压力计外且其上端连接在检测腔的顶部，其下端连接有套在孔隙压力计外的检测环，且检测环外壁与内套壳内壁、检测环内壁与孔隙压力计外壁之间分别设有对应的u型层环套二，且所述检测环上方局部检测腔形成有控压腔二，所述检测环下方局部检测腔形成有等压腔，所述控压腔二通过气管二连通设置在外套管内的控压泵二，所述等压腔中设有活塞盘，位于外套管的下方管体内设有用于调控活塞盘位移的伸缩器，且所述等压腔中充盈有预制流体。

9、优选地，所述检测环下端安装有斜面环二。

10、优选地，所述斜面环一或斜面环二的斜面上布设有液面传感元件。

11、与现有技术相比，本发明提供了一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，具备以下有益效果：

12、本发明中通过设置外层且用于与沉积岩地层孔隙液体直接作用的平衡压力监测系统，能够应对不同状况的液体特性，通过平衡压力监测系统自行调控，直至其与沉积岩地层孔隙液体适配平衡，并记录平衡数据，由等压调控检测系统接收平衡数据并调控作用在孔隙压力计中，形成间接传递检测获取沉积岩地层孔隙压力的孔隙压力的检测数据，以便判断并及时预警，且有着更高的监测精度、监测效率以及更加符合实际数据。

技术特征：

1.一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其包括外套管(1)、内套管(3)以及孔隙压力计(4)，其特征在于，所述外套管(1)管壁设有透水孔区(2)，位于透水孔区(2)区域层的外套管(1)内同心固定装配内套管(3)，且所述内套管(3)与外套管(1)之间形成平衡腔，平衡腔中设置平衡压力监测系统(5)，且所述内套管(3)内同心固定装配孔隙压力计(4)，孔隙压力计(4)与内套管(3)之间形成检测腔，检测腔中设置等压调控检测系统(6)。

2.根据权利要求1所述的一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其特征在于，所述平衡压力监测系统(5)包括弹簧一(8)、监测环(9)以及控压泵一(11)，所述弹簧一(8)套于内套管(3)外且其上端连接在平衡腔的顶部，其下端连接有套在内套管(3)外的监测环(9)，且监测环外壁与外套壳内壁、监测环内壁与内套壳外壁之间分别设有对应的u型层环套一(19)，且所述监测环(9)上方局部平衡腔形成有控压腔一，所述监测环(9)下方局部平衡腔形成有渗流腔，所述控压腔一通过气管一(10)连通设置在外套管(1)内的控压泵一(11)，位于外套管的下方管体内设有用抽吸作用在渗流腔区域的渗流辅助机构(7)。

3.根据权利要求2所述的一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其特征在于，所述渗流辅助机构(7)包括安装在外套管(1)内的抽吸泵一(20)，其输入端通过抽吸管(21)连通渗流腔底部，其输出端连通有排液管一(22)。

4.根据权利要求3所述的一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其特征在于，所述排液管一(22)的下方还设有安装在外套管(1)内的称重计(23)，所述称重计(23)上端安装集液箱一(24)，集液箱一(24)下端排液口的下方设有安装在外套管(1)内的集液箱二(26)，集液箱二(26)下端排液口连通抽吸泵二(27)输入端，抽吸泵二(27)输出端连通有用于向外套管(1)外部进行排液的排液管二(28)，且所述集液箱一(24)下端排液口处设有控流阀(25)。

5.根据权利要求4所述的一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其特征在于，所述排液管二(28)外管口处设有止逆管(29)。

6.根据权利要求3所述的一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其特征在于，所述渗流腔底部还设有透流挡环(31)，所述透流挡环(31)上端面与抽吸管(21)上管口平齐设置。

7.根据权利要求2所述的一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其特征在于，所述监测环(9)下端安装有斜面环一(18)。

8.根据权利要求1所述的一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其特征在于，所述等压调控检测系统(6)包括括弹簧二(12)、检测环(13)以及控压泵二(17)，所述弹簧二(12)套于孔隙压力计(4)外且其上端连接在检测腔的顶部，其下端连接有套在孔隙压力计(4)外的检测环(13)，且检测环外壁与内套壳内壁、检测环内壁与孔隙压力计外壁之间分别设有对应的u型层环套二(191)，且所述检测环(13)上方局部检测腔形成有控压腔二，所述检测环(13)下方局部检测腔形成有等压腔，所述控压腔二通过气管二(16)连通设置在外套管(1)内的控压泵二(17)，所述等压腔中设有活塞盘(14)，位于外套管的下方管体内设有用于调控活塞盘(14)位移的伸缩器(15)，且所述等压腔中充盈有预制流体(30)。

9.根据权利要求8所述的一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其特征在于，所述检测环(13)下端安装有斜面环二(191)。

10.根据权利要求7或9任一项所述的一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其特征在于，所述斜面环一(18)或斜面环二(191)的斜面上布设有液面传感元件(32)。

技术总结
本发明公开了一种沉积岩地层孔隙压力检测预警装置，其包括外套管、内套管以及孔隙压力计，所述外套管管壁设有透水孔区，位于透水孔区区域层的外套管内同心固定装配内套管，且所述内套管与外套管之间形成平衡腔，平衡腔中设置平衡压力监测系统，且所述内套管内同心固定装配孔隙压力计，孔隙压力计与内套管之间形成检测腔，检测腔中设置等压调控检测系统。

技术研发人员：文华国,蒋华川,梁金同,李笑天,张浩,郑伟
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15