[发明专利]水压致裂地应力测量水路的转换控制装置

说明书

本发明涉及地应力绝对测量技术领域，具体而言，涉及一种水压致裂地应力测量水路的转换控制装置。其包括泄水阀、推拉阀和转换接手，泄水阀和推拉阀通过转换接手连接；泄水阀包括第一阀杆和第一阀体，第一阀体内有第一阀腔，第一阀杆在第一阀腔内；第一阀腔包括滑动腔和泄水腔，滑动腔通过过水通路与转换接手的中心通孔连通，泄水腔有泄水孔；第一阀杆有第一中心孔，第一阀杆的外壁上有环形出水槽，第一中心孔与环形出水槽连接；第一阀杆上有压缩圆盘，压缩圆盘滑动设置在泄水腔内，泄水腔内有弹性装置，弹性装置与压缩圆盘连接。本发明具有水压致裂地应力测量坐封、压裂、泄水全部功能，实现了三种功能互不干扰，提高了测量成功率。

技术领域

本发明涉及地应力绝对测量技术领域，具体而言，涉及一种水压致裂地应力测量水路的转换控制装置。

背景技术

地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初始应力或原地应力，它是导致地壳岩体产生变形、断裂乃至地震发生的根本作用力。开展地应力测量是获取一定区域内现今地应力状态最直接而有效的手段。地应力测量分为相对应力测量和绝对应力测量，相对应力测量又称地应力监测，目的是获得地壳岩体中地应力随时间的动态变化数据；绝对应力测量又称原地应力测量，目的是获得地壳岩体中现今地应力状态。国内外比较常用的原地应力测量方法主要包括应力解除法和水压致裂法，而水压致裂法是进行千米以上深孔直接地应力测量的唯一方法。

水压致裂原地应力测量方法就是：利用一对可膨胀的封隔器在选定的测量深度封隔一段钻孔，然后通过泵入流体对该试验段(常称压裂段)增压，同时利用计算机数字采集系统记录压力随时间的变化。对实测记录曲线进行分析，得到特征压力参数(包括破裂压力、重张压力、关闭压力)，再根据相应的理论计算公式，就可得到测点处的最大和最小水平主应力的量值以及岩石的水压致裂抗张强度等岩石力学参数。

水压致裂地应力测量系统分为单回路地应力测量系统、双回路地应力测量系统两种。双回路水压致裂地应力测量系统就是—封隔器坐封高压水回路与压裂回路物理分割、互不联通，主要适用于浅孔、水位较浅的垂直钻孔测量；单回路水压致裂地应力测量系统就是—通过井下水路转换开关进行封隔器坐封、压裂，水路转换开关以上是钻杆单道水路，主要适用于深孔、水位较深的垂直钻孔。

现有的水压致裂地应力测量井下水路转换开关存在缺点及问题主要有：对双封隔器坐封完成后，需要通过钻杆重力下压动作，使水路连通到压裂位置，从坐封位置转换到压裂位置中间要经过泄水位置，这样常常由于封隔器泄水造成坐封或压裂失败，严重影响试验成功率或造成试验失败；从坐封位置转换到压裂位置行程较短，仅仅有6厘米，为快速通过泄水孔、减少泄水量，就不能精确控制缓慢下行，这样会使钻杆全部重量压到双封隔器上，在深孔测量情况下，上部过重的钻杆重量就会压爆封隔器，致使试验失败；此外由于泄水孔的存在，在水路频繁转换过程中，钻孔中泥浆反复被抽吸到水路转换开关中，堵塞转换水路，致使试验失败及装置损坏。上述诸多缺点和问题在钻孔深度较大、泥浆密度较大的情况下对地应力测量影响将更加严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水压致裂地应力测量水路的转换控制装置，其能够解决现有技术中，由于泄水位置在坐封位置和压力位置之间而产生的，转换坐封和压裂状态时，会泄水降压的情况，进而不需要快速转换状态，保证了封隔器的承载力，进而保证了试验效果。

本发明的实施例是这样实现的：

一种水压致裂地应力测量水路的转换控制装置，其包括泄水阀、推拉阀和转换接手，所述泄水阀和所述推拉阀通过所述转换接手连接；

所述泄水阀包括第一阀杆和第一阀体，所述第一阀体内设置有第一阀腔，所述第一阀杆滑动设置在所述第一阀腔内；

所述第一阀腔包括滑动腔和泄水腔，所述滑动腔通过过水通路与所述转换接手的中心通孔连通，所述泄水腔的侧壁上设置有与外界连通的泄水孔；