[发明专利]一种基于数理模型的高地应力条件下的钻孔试验方法

摘要

本发明公开了一种基于数理模型的高地应力条件下的钻孔试验方法，该试验方法通过合理的设计制作岩石样本、承样槽及承压钢板，模拟钻孔过程，成功的实现对钻进时岩体内部轴向应力以及深部钻孔孔径的变化规律进行定性和定量的分析；通过对测试的结果进行比较分析，探讨高地应力条件下，在钻孔形成过程中钻孔周边岩层的受力及变形与钻孔形成后孔壁周边的岩石稳定特性。利用该试验方法对改进高地应力条件下的钻井工艺与提高高地应力条件下的钻探水平具有深刻的指导意义。

主权项

1.一种基于数理模型的高地应力条件下的钻孔试验方法，其特征在于，基于已有的钻孔数理模型，进行钻孔试验，包括以下几个步骤：步骤1：制作岩石样本、承样槽及承压钢板；所述岩石样本采用素混凝土制作，且岩石样本为圆台状，上下表面直径范围分别是500‑800mm和200‑500mm，棱长为500‑1000mm，外表侧面均匀设有六条凹槽，同时在岩石样本中设置应力传感器；所述承样槽采用钢筋混凝土制作的圆台状，上下表面直径以及棱长与岩石样本相同，且承样槽的壁厚为与下表面直径相同，内侧臂环上均匀设置有滚轮，与岩石样本上的凹槽匹配设置；所述承压钢板直径为1000mm，厚度为50mm，中间设有直径为150mm的中心孔，四周均匀开设有6个直径为30.5mm的圆孔；步骤2：将一块承压钢板置于最底端，在其中心处从下至上依次放置承样槽、岩石样本及另一块承压钢板，用6根螺杆连接上下两个承压钢板，用以施加拉力；步骤3：将钻具放置于顶端的承压钢板的中心孔的正上方，对岩石样本施加压力和施钻；步骤4：观测轴向应力和钻孔孔径；所述轴向应力通过应力传感器采集的数据观测；所述钻孔孔径的测量采用如下方法：停钻后，在钻孔壁贴一层塑料薄膜，将加有定量速凝剂的素混凝土注入钻孔，将速凝的混凝土柱块取出并对其进行测量获得钻孔孔径。