水壓致裂法應(yīng)力測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型實施例水壓致裂法應(yīng)力測量裝置，連接于鉆桿(5)下端，用于水壓致裂法地應(yīng)力測量，包括封隔器(1)、中心桿(3)、活動柱塞(6)與外筒(7)；活動柱塞(6)設(shè)于外筒(7)內(nèi)由上端伸出連接于鉆桿(5)下端，活動柱塞(6)內(nèi)孔與鉆桿(5)內(nèi)孔連通進水；中心桿(3)連接于外筒(7)下方，外套封隔器(1)；活動柱塞(6)在外筒(7)的柱塞滑動腔內(nèi)設(shè)有上、中、下三個工位；實現(xiàn)了單回路結(jié)構(gòu)，利用獨立鉆桿向封隔器和壓裂段分別加壓的功能，不需要敷設(shè)高壓膠管對井下封隔器加壓，適應(yīng)各種鉆孔直徑，尤其適應(yīng)小孔徑。
【專利說明】
水壓致裂法應(yīng)力測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及水壓致裂法應(yīng)力測量領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠通過井下壓力轉(zhuǎn)換開關(guān)控制實現(xiàn)水壓致裂原地應(yīng)力測量過程的水壓致裂法應(yīng)力測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有水壓致裂法應(yīng)力測量在壓裂過程中，通過在井上的壓力傳感器和數(shù)據(jù)記錄器記錄壓力隨時間的變化，然后根據(jù)壓力時間記錄曲線提取相關(guān)參數(shù)，經(jīng)過理論換算后求出原地主應(yīng)力的大小。然而由于鉆桿和封隔器的變形、鉆孔變形、流體壓縮、栗壓速率以及殘余裂隙等的影響，井上壓力傳感器所測量的壓力值并不能準(zhǔn)確的反映井下壓裂段真實的壓力變化值，從其壓力時間記錄曲線提取的參數(shù)所計算的原地主應(yīng)力值與真實的原地主應(yīng)力值有比較大的差異。因此，對現(xiàn)有水壓致裂法應(yīng)力測量技術(shù)進行改進就顯得非常必要。
[0003]現(xiàn)有的水壓致裂法應(yīng)力測量裝置如圖1所示，水壓致裂法應(yīng)力測量井下壓裂系統(tǒng)一般采用雙回路，一路由地面高壓栗通過高壓膠管4對封隔器I進行加壓，另一路由地面高壓栗由鉆桿5經(jīng)中心桿3通過出水口 2對壓裂段進行加壓，從而實現(xiàn)水壓致裂法應(yīng)力測量全過程。該方法的優(yōu)點是可以同時監(jiān)測實驗過程中封隔器和壓裂段壓力的變化，但在井下設(shè)備下井過程操作繁瑣，對小孔徑鉆孔而言，由于高壓膠管和鉆桿的外形尺寸之和已經(jīng)超過了鉆孔直徑，該方法并不適用。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型解決的技術(shù)問題在于克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供了一種新型水壓致裂法應(yīng)力測量裝置，實現(xiàn)了單回路結(jié)構(gòu)，利用獨立鉆桿向封隔器和壓裂段分別加壓的功能，不需要敷設(shè)高壓膠管對井下封隔器加壓，適應(yīng)各種鉆孔直徑，尤其適應(yīng)小孔徑。
[0005]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種水壓致裂法應(yīng)力測量裝置，連接于鉆桿5下端，用于水壓致裂法地應(yīng)力測量，包括封隔器1、中心桿3、活動柱塞6與外筒7 ；
[0007]活動柱塞6設(shè)于外筒7內(nèi)由上端伸出連接于鉆桿5下端，活動柱塞6內(nèi)孔與鉆桿5內(nèi)孔連通進水；中心桿3連接于外筒7下方，外套封隔器I;活動柱塞6在外筒7的柱塞滑動腔內(nèi)設(shè)有上、中、下三個工位；
[0008]活動柱塞6位于上工位，活動柱塞6內(nèi)孔通過外筒7內(nèi)的封隔通道11連接封隔器I內(nèi)腔；
[0009]活動柱塞6位于中工位，活動柱塞6內(nèi)孔連接外筒7上的泄水孔8;
[0010]活動柱塞6位于下工位，活動柱塞6內(nèi)孔通過外筒7內(nèi)的壓裂通道12連接中心桿3內(nèi)孔，中心桿3內(nèi)孔通過出水口 2連通壓裂段。
[0011]所述的外筒7內(nèi)的上、中、下三個工位間與上下兩端均設(shè)有密封圈9。
[0012]所述的外筒7的柱塞滑動腔上下端均設(shè)有排氣孔10。
[0013]所述的封隔通道11通過高壓膠管4連接封隔器I內(nèi)腔。
[0014]由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型實施例提供的一種新型水壓致裂法應(yīng)力測量裝置，實現(xiàn)了單回路結(jié)構(gòu)，利用獨立鉆桿向封隔器和壓裂段分別加壓的功能，不需要敷設(shè)高壓膠管對井下封隔器加壓，適應(yīng)各種鉆孔直徑，尤其適應(yīng)小孔徑。
【附圖說明】

[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的水壓致裂法應(yīng)力測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實用新型實施例提供的新型水壓致裂法地應(yīng)力測量井下壓力轉(zhuǎn)換開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0019]另需要說明的是本文中所提到的描述方位的“上”、“下”、“左”、“右”、“前、“后”除特殊說明均不特指該方位，只是為了描述方便，所述產(chǎn)品的放置方向不同其描述也不盡相同。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下可理解的方位，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0020]下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施例作進一步地詳細描述。
[0021]如圖2，一種水壓致裂法應(yīng)力測量裝置，連接于鉆桿5下端，用于水壓致裂法地應(yīng)力測量，包括封隔器1、中心桿3、活動柱塞6與外筒7;活動柱塞6設(shè)于外筒7內(nèi)由上端伸出連接于鉆桿5下端，活動柱塞6內(nèi)孔與鉆桿5內(nèi)孔連通進水;鉆桿5接高壓水，中心桿3連接于外筒7下方，外套封隔器I;活動柱塞6在外筒7的柱塞滑動腔內(nèi)設(shè)有上、中、下三個工位;并且在所述的外筒7內(nèi)的上、中、下三個工位間與上下兩端均設(shè)有密封圈9。具體的如圖2所示，共四組，圖2中9-1，9-2，9-3與9-4所示，密封圈9采用一對O型密封圈。
[0022]封隔過程中，活動柱塞6在柱塞滑動腔上端，活動柱塞6位于上工位，活動柱塞6內(nèi)孔通過外筒7內(nèi)的封隔通道11連接封隔器I內(nèi)腔;具體的所述的封隔通道11通過高壓膠管4連接封隔器I內(nèi)腔。鉆桿5內(nèi)的高壓水通過活動柱塞6的內(nèi)孔經(jīng)過外筒7內(nèi)封隔通道11的導(dǎo)流孔由高壓膠管4注入封隔器I中，實現(xiàn)對封隔器I的加壓;封隔器I與現(xiàn)有的應(yīng)用于方式一樣，采用上下兩段式，封隔器I膨脹將該段孔封隔出一段壓裂段。
[0023]當(dāng)活動柱塞6在柱塞滑動腔中部，活動柱塞6位于中工位，活動柱塞6內(nèi)孔連接外筒7上的泄水孔8;鉆桿5內(nèi)的高壓水通過活動柱塞6的內(nèi)孔與泄水孔8連通，實現(xiàn)排出鉆桿5內(nèi)的水。
[0024]壓裂封隔過程中，活動柱塞6在柱塞滑動腔下端，活動柱塞6位于下工位，活動柱塞6內(nèi)孔通過外筒7內(nèi)的壓裂通道12連接中心桿3內(nèi)孔，中心桿3內(nèi)孔通過出水口2連通壓裂段。鉆桿5內(nèi)的高壓水通過活動柱塞6的內(nèi)孔經(jīng)過外筒7內(nèi)的壓裂通道12的導(dǎo)流孔注入到中心桿3內(nèi)孔，再經(jīng)過出水口 2注入壓裂段中，實現(xiàn)對壓裂段的加壓壓裂。
[0025]在此過程中，通過地表壓力傳感器或壓裂段內(nèi)置采集系統(tǒng)測量注水壓力的變化過程得到壓裂裂縫的破裂壓裂、重張壓力和關(guān)閉壓力，進而得到測量深度段水平最大和最小主應(yīng)力的量值。
[0026]本例中，為保證活動柱塞6上下移動靈活，在柱塞滑動腔上下端均設(shè)有排氣孔10。用于排出柱塞滑動腔盲端的氣體。
[0027]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種水壓致裂法應(yīng)力測量裝置，連接于鉆桿(5)下端，用于水壓致裂法地應(yīng)力測量，其特征在于，包括封隔器(1)、中心桿(3)、活動柱塞(6)與外筒(7); 活動柱塞(6)設(shè)于外筒(7)內(nèi)由上端伸出連接于鉆桿(5)下端，活動柱塞(6)內(nèi)孔與鉆桿(5)內(nèi)孔連通進水；中心桿(3)連接于外筒(7)下方，外套封隔器(I);活動柱塞(6)在外筒(7)的柱塞滑動腔內(nèi)設(shè)有上、中、下三個工位； 活動柱塞(6)位于上工位，活動柱塞(6)內(nèi)孔通過外筒(7)內(nèi)的封隔通道(11)連接封隔器(I)內(nèi)腔； 活動柱塞(6)位于中工位，活動柱塞(6)內(nèi)孔連接外筒(7)上的泄水孔(8); 活動柱塞(6)位于下工位，活動柱塞(6)內(nèi)孔通過外筒(7)內(nèi)的壓裂通道(12)連接中心桿(3)內(nèi)孔，中心桿(3)內(nèi)孔通過出水口(2)連通壓裂段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水壓致裂法應(yīng)力測量裝置，其特征在于，所述的外筒(7)內(nèi)的上、中、下三個工位間與上下兩端均設(shè)有密封圈(9)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水壓致裂法應(yīng)力測量裝置，其特征在于，所述的外筒(7)的柱塞滑動腔上下端均設(shè)有排氣孔(10)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水壓致裂法應(yīng)力測量裝置，其特征在于，所述的封隔通道(11)通過高壓膠管(4)連接封隔器(I)內(nèi)腔。
【文檔編號】E21B43/26GK205714149SQ201620559873
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】王海忠, 李宏, 熊玉珍, 陳征, 董云開, 喻建軍, 李濤, 吳立恒, 劉鳳秋
【申請人】中國地震局地殼應(yīng)力研究所