[发明专利]地应力测量系统的测控装置

说明书

本发明涉及地质力学工程领域，提供了一种地应力测量系统的测控装置，包括封孔注水管接口和泄压组件，所述封孔注水管接口用于向封隔器的封隔段供给压力流体，所述封孔注水管接口连接所述封隔器的封孔注水管，所述泄压组件用于调节所述封孔注水管接口与外界环境的通断。本发明提供一种解决封隔器的封孔泄压与自动恢复封孔功能问题；可以对任意岩层条件的钻孔进行地应力测量；在测点测试注水压力，提高测试数据准确性；满足小孔径钻孔地应力测量要求，降低地应力测量的钻孔施工成本且能够远程监控、适用于小孔径深孔的地应力测量系统的测控装置。

技术领域

本发明涉及地质力学工程领域，特别是涉及一种地应力测量系统的测控装置。

背景技术

地应力是存在于地壳中的未受工程扰动的天然应力，是在漫长的地质年代里，由于地质构造运动等原因使地壳物质产生的内应力效应，是地壳应力的统称。通常，地壳内各点的地应力随距离地表深度的增加而增加，由于所处的构造部位和地理位置不同，各处的地应力随深度增加的梯度也不同。地应力是引起采矿、水利水电、土木建筑、铁道、公路、军事和其他各种地下或露天岩土开挖与边坡工程变形和破坏的根本作用力，地壳各处发生的一切形变，如褶皱﹑断裂等也都是地应力作用的结果。

地应力的量值和方向与地下工程的稳定性紧密相关，准确测量地应力是确定工程岩土力学属性，进行围岩稳定性分析，实现岩土工程开挖设计和决策科学化的必要前提。了解地应力状态对地震预报、区域地壳稳定性评价、以及油田油井的稳定性、核废料的储存、岩爆、煤和瓦斯突出、地球动力学的研究等具有重要意义。开展地应力测量，探知地壳应力状态，不仅可以服务于各类岩体的工程建设，而且还能为地球动力学研究、断裂活动性研究和地质灾害预警研究提供重要的科学依据。地应力测量是地质力学研究的重要内容之一，广泛应用于工程建设、地质灾害预警以及断裂活动性研究等领域。

目前地应力测量方法较多，包括水压致裂法、声发射法、钻孔崩落法等直接测量法，和套芯应力解除法、应变恢复法等间接测量法。其中水压致裂地应力测量方法在岩体内进行原位测量，在无需获取相关岩石力学参数的情况下直接测量岩体内的应力状态，具有对原岩结构应力场扰动小、设备简单、操作方便、测值代表性强、适应性好等优点，普遍应用于各类岩土工程的地应力测量，尤其是在深部岩体工程的地应力测量中被广泛采用。

现有的水压致裂地应力测试过程，封隔器的封隔段泄压过程受到静水压力影响，而使封隔器泄压受环境影响大，影响设备的回收，目前，还没有适用于钻孔内直接进行泄压的装置，使钻孔内封隔器的泄压过程缓慢，影响系统回收利用。受钻孔直径与测试系统径向尺寸条件限制，现有测试系统全部采用在钻孔外部测试压裂过程的压力变化，由于压力流体的传输路径长，测试位置受静水压力干扰，不能直接且准确监测压裂测点位置的压力，导致测试数据准确性不足。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一：

(1)封隔器的泄压回路长，封隔器受静水压力作用不能泄压回缩，测试系统回收困难，造成巨大工程浪费。

(2)用于压力流体分流的阀门体积大，不能适用于小孔径钻孔的测量。

(3)在钻孔外测量压裂管路的压力数据，与实际测试位置距离远，测试数据精度低。

(4)压裂过程缺少对封隔器封孔状态的有效监测，容易对封隔器渗漏而不能正常压裂的情况造成误判，造成应有的测试数据损失。

本发明的目的是：提供一种解决封隔器的封孔泄压与自动恢复封孔功能问题；可以对任意岩层条件的钻孔进行地应力测量；在测点测试注水压力，提高测试数据准确性；满足小孔径钻孔地应力测量要求，降低地应力测量的钻孔施工成本且能够远程监控、适用于小孔径深孔的地应力测量系统的测控装置。

(二)技术方案