繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置及測(cè)試方法，繩索取芯鉆桿底端安裝有封隔器設(shè)置在鉆孔內(nèi)，由鉆桿卡座將繩索取芯鉆桿固定在鉆孔口，所述繩索取芯鉆桿底端螺紋聯(lián)接變接頭，上封隔器聯(lián)接在變接頭上；鉆孔外的高壓入口接入高壓軟管，高壓軟管穿入特制鉆桿接頭內(nèi)設(shè)置的管卡和卡環(huán)，通過(guò)特制鉆桿接頭和卡具，使得高壓軟管在繩索取芯鉆桿內(nèi)部獲得懸掛支撐，在底部，鉆桿聯(lián)接變接頭，高壓軟管聯(lián)接變接頭后，細(xì)高壓軟管聯(lián)接到封隔器，粗高壓軟管與封隔器中心桿聯(lián)通并聯(lián)通壓裂段孔壁；高壓軟管在上端與地面高壓泵連接，高壓泵可分別向封隔器和封隔器內(nèi)試驗(yàn)段加壓，進(jìn)行試驗(yàn)并獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于巖體力學(xué)試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試技術(shù)，即通過(guò)繩索取芯鉆桿進(jìn)行水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試的技術(shù)，具體地說(shuō)是涉及一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地應(yīng)力是引起隧道圍巖和支護(hù)變形破壞的根本作用力，在進(jìn)行大型深隧道工程建設(shè)前，為了保證工程安全，對(duì)地應(yīng)力狀態(tài)的研究是非常有必要的，特別是在高應(yīng)力地區(qū)，隧道施工期間巖體開(kāi)挖可引起一系列與地應(yīng)力釋放相關(guān)的變形與在破壞現(xiàn)象，地應(yīng)力測(cè)試則是進(jìn)行隧道巖爆及其他災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的重要內(nèi)容。
[0003]水壓致裂法是國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)頒布的測(cè)定巖石應(yīng)力推薦的主要量測(cè)方法，水壓致裂法是目前國(guó)際上能較好地直接進(jìn)行深孔應(yīng)力測(cè)量的先進(jìn)方法，水壓致裂法被廣泛地應(yīng)用于水利水電、交通、礦山等行業(yè)巖石工程以及地球動(dòng)力學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。
[0004]水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試原理是利用一對(duì)可膨脹的橡膠封隔器，在預(yù)定的測(cè)試深度封隔一段鉆孔巖體，然后泵入液體對(duì)該段鉆孔施壓，直至巖石產(chǎn)生破裂，根據(jù)壓裂過(guò)程曲線的壓力特征值與壓裂縫方向，確定地應(yīng)力量值、方向及其沿深度的變化規(guī)律。
[0005]傳統(tǒng)水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試技術(shù)可分為單回路法和雙回路法。其中，單回路法采用鉆桿為壓力通道，僅在底部進(jìn)行壓力通道切換，對(duì)鉆孔孔壁巖石進(jìn)行壓裂，要求鉆桿承受較高壓力。雙回路法采用二條管道，其一為高壓軟管，對(duì)密封鉆孔巖石區(qū)間的封隔膠囊加壓和監(jiān)測(cè)；其二為鉆桿，對(duì)鉆孔區(qū)間巖石進(jìn)行壓裂，從而獲得特征壓力并確定巖體應(yīng)力矢量，雙回路法將高壓軟管固定在鉆桿外，以上兩種方法均需要把鉆桿作為高壓通道，需將鉆桿全部接頭螺紋密封，形成高壓通道，不適用于薄壁的鉆桿，否則，鉆桿易產(chǎn)生壓裂，且地應(yīng)力設(shè)備和加壓管道，易受壓膨脹變形而滑脫。試驗(yàn)前需對(duì)鉆桿接頭進(jìn)行拆卸與密封，且鉆桿接頭拆卸困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。一般而言，鉆機(jī)所用鉆桿鉆進(jìn)，并以此鉆桿進(jìn)行試驗(yàn)，如需更換鉆桿，需較大費(fèi)用。
[0006]目前，地應(yīng)力測(cè)試深度大于500米的深鉆孔，大多采用繩索取芯鉆桿進(jìn)行造孔，鑒于繩索取芯鉆桿比較薄，用現(xiàn)有的水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試均需要把鉆桿作為高壓通道，地應(yīng)力試驗(yàn)需要的高壓力下，對(duì)繩索取芯鉆桿施壓易產(chǎn)生壓裂，因鉆孔較深，每根3米鉆桿之間的接頭為螺紋聯(lián)接，鉆桿的螺紋聯(lián)接部位，因膨脹變形而易于滑脫，易造成鉆桿與地應(yīng)力試驗(yàn)設(shè)備丟失，這是深鉆孔中一般不能直接測(cè)試地應(yīng)力的最大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置，通過(guò)特制鉆桿接頭和卡具，提供高壓軟管在繩索取芯鉆桿內(nèi)部懸掛支撐，并通過(guò)繩索取芯鉆桿底端聯(lián)接變接頭，使繩索取芯鉆桿內(nèi)的兩根高壓軟管分別連接到封隔器和封隔器間試驗(yàn)段，實(shí)現(xiàn)雙回路法加壓測(cè)試。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種繩索取芯鉆孔雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試方法，繩索取芯鉆桿底端安裝有封隔器并設(shè)置在鉆孔內(nèi)，通過(guò)置入繩索取芯鉆桿內(nèi)部的兩條高壓軟管與地面高壓泵連接，高壓泵分別向上下封隔器和封隔器間試驗(yàn)段加壓，通過(guò)獲取試驗(yàn)過(guò)程壓力變化并存儲(chǔ)、以及破裂縫的長(zhǎng)度和方向記錄并記錄，從而獲得試驗(yàn)結(jié)果。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置，主要是在繩索取芯鉆桿底端安裝有封隔器并設(shè)置在鉆孔內(nèi)，試驗(yàn)時(shí)由鉆桿卡座將繩索取芯鉆桿固定在鉆孔內(nèi)，所述繩索取芯鉆桿底端螺紋聯(lián)接變接頭，上封隔器聯(lián)接在變接頭上；
[0010]所述繩索取芯鉆桿之間用特制鉆桿接頭聯(lián)接，特制鉆桿接頭內(nèi)設(shè)置有卡環(huán)和管卡;
[0011]鉆孔外的高壓入口分別接入細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管，細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管分別接有壓力傳感器3，所述細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管分別穿入鉆桿內(nèi)設(shè)置的管卡，并放置在卡環(huán)上；
[0012]所述鉆桿內(nèi)的細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管通過(guò)變接頭，細(xì)高壓軟管通過(guò)軟管和聯(lián)接至IJ封隔器，高壓軟管聯(lián)通上封隔器中心桿和封隔器間壓裂段。
[0013]而且，所述封隔器封隔器中心桿兩端分別與上封隔器和下封隔器螺紋聯(lián)接，上封隔器和下封隔器分別為兩個(gè)可膨脹的橡膠封隔器，坐封于鉆孔孔壁上。
[0014]而且，所述壓力傳感器接入數(shù)據(jù)采集儀，并接入接入計(jì)算機(jī)。
[0015]所述細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管上分別接有壓力表。
[0016]所述細(xì)高壓軟管之間、粗高壓軟管之間均采用螺紋連接。
[0017]一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試方法，其操作步驟如下:
[0018]I)設(shè)備安裝:在孔口，將管卡和卡環(huán)特制鉆桿接頭內(nèi)，管卡鎖緊與鉆桿長(zhǎng)度匹配的粗細(xì)高壓軟管并放入繩索取芯鉆桿內(nèi)，特制鉆桿接頭螺紋聯(lián)接繩索取芯鉆桿，將變接頭與封隔器聯(lián)接，繩索取芯鉆桿底端螺紋聯(lián)接變接頭，分別聯(lián)接粗細(xì)高壓軟管、繩索取芯鉆桿，吊裝下放聯(lián)接有粗細(xì)高壓軟管的繩索取芯鉆桿，將封隔器放到選定孔深，地面接有液壓泵的細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管穿入繩索取芯鉆桿，在底部細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管分別接入變接頭，細(xì)高壓軟管聯(lián)接到封隔器，粗高壓軟管聯(lián)通封隔器中心桿并聯(lián)通封隔器間壓裂段孔壁；
[0019]2)坐封加壓:液壓泵從高壓入口對(duì)細(xì)高壓軟管注水加壓使其膨脹、坐封于孔壁上，形成承壓段空間，對(duì)粗高壓軟管注水加壓，承壓段受壓；
[0020]3)巖壁破裂:在足夠大的液壓作用下，孔壁沿阻力最小的方向出現(xiàn)破裂，該破裂將在垂直于截面上最小主應(yīng)力平面內(nèi)延伸，與之相應(yīng)，當(dāng)泵壓上升到臨界破裂壓力值，巖體破裂壓力值急劇下降；
[0021]4)關(guān)泵卸壓:關(guān)閉壓力泵，壓裂液滲入到巖層，粗高壓軟管通道內(nèi)壓力緩慢下降，當(dāng)壓力降到使裂縫處于臨界閉合狀態(tài)時(shí)的壓力，即垂直于裂縫面的最小主應(yīng)力與液壓回路達(dá)到平衡時(shí)的壓力，打開(kāi)壓力閥卸壓，使裂縫完全閉合，該過(guò)程通過(guò)壓力傳感器、采集儀和計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。
[0022]操作步驟還包括；[0023]I)重張解封:按權(quán)利要求6所述的I)?3)步驟連續(xù)進(jìn)行多次加壓循環(huán)，取得多次壓裂參數(shù)，判斷巖石破裂和裂縫延伸的過(guò)程，壓裂完畢后，解除粗高壓軟管壓力，使封隔器內(nèi)液體通過(guò)細(xì)高壓軟管回流并降低壓力，封隔器解封:
[0024]2)破裂縫記錄:上述過(guò)程完成后，通過(guò)連接印模器、鉆桿和單根高壓軟管并放至孔內(nèi)選定深度，通過(guò)印模器及其定向裝置記錄破裂縫的形態(tài)，可獲得應(yīng)力方向。
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比還具有以下的主要優(yōu)點(diǎn):
[0026]1、本發(fā)明采用繩索取芯鉆桿底端聯(lián)接有封隔器并設(shè)置在鉆孔內(nèi)，繩索取芯鉆桿底端螺紋聯(lián)接變接頭，封隔器聯(lián)接在變接頭上，繩索取芯鉆桿只對(duì)地應(yīng)力封隔器和高壓軟管管道起固定支撐作用，繩索取芯鉆桿不承受高壓力，避免繩索取芯鉆桿壁較薄受壓壓裂滑脫風(fēng)險(xiǎn)，保證了鉆具與試驗(yàn)設(shè)備在高壓試驗(yàn)中的安全。
[0027]2、本發(fā)明通過(guò)繩索取芯鉆桿內(nèi)置雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置，適合測(cè)量深度大的鉆孔，兩根繩索取芯鉆桿之間有特制鉆桿接頭聯(lián)接，兩根高壓軟管分別被鉆桿特制接頭內(nèi)的卡環(huán)管卡鎖緊，通過(guò)特制鉆桿接頭和卡具，提供高壓軟管在繩索取芯鉆桿內(nèi)部的懸掛，繩索取芯鉆桿由于不受壓力，繩索取芯鉆桿壁較薄受壓膨脹變形而滑脫，避免造成鉆桿與地應(yīng)力試驗(yàn)設(shè)備丟失。
[0028]3、本發(fā)明采用利用繩索取芯鉆桿對(duì)孔壁的保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)穿越欠穩(wěn)定軟弱巖層鉆孔的地應(yīng)力試驗(yàn)，擴(kuò)展了水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試的適用范圍。
[0029]4、本發(fā)明雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置采用繩索取芯鉆桿底端螺紋聯(lián)接變接頭，封隔器螺紋聯(lián)接在變接頭上，高壓軟管連接采用螺紋連接或快速接頭，高壓軟管與變接頭密封螺紋聯(lián)接，節(jié)省了鉆桿接頭拆卸與密封時(shí)間，操作簡(jiǎn)單，測(cè)試周期短，可以縮短工時(shí)與試驗(yàn)工期近20-40 %。
[0030]5、本發(fā)明采用繩索取芯鉆桿下部連接地應(yīng)力設(shè)備，即繩索取芯鉆桿底端安裝有封隔器并設(shè)置在鉆孔內(nèi)，鉆桿內(nèi)的兩高壓軟管下端與變接頭螺紋聯(lián)接，并分別聯(lián)接到封隔器膠囊和封隔器間壓裂段，兩條高壓軟管上端與地面高壓泵連接，高壓泵可分別向封隔器和封隔器間試驗(yàn)段加壓，從而使封隔器膨脹坐封于孔壁后，實(shí)現(xiàn)雙回路法加壓試驗(yàn)。
[0031]6、本發(fā)明由于采用繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試方法，一個(gè)測(cè)點(diǎn)連續(xù)進(jìn)行多次加壓循環(huán)，過(guò)程中通過(guò)壓力傳感器將高壓軟管壓力信號(hào)反饋計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并處理，可獲得壓裂參數(shù)從而計(jì)算地應(yīng)力量值。解除孔口處高壓軟管壓力，封隔器解封，繼續(xù)聯(lián)接鉆桿和高壓軟管可繼續(xù)進(jìn)行下一選定孔深的地應(yīng)力量值測(cè)試。通過(guò)連接印模器、鉆桿和單根高壓軟管并放至孔內(nèi)選定深度，通過(guò)印模器及其定向裝置記錄破裂縫的形態(tài)，可獲得應(yīng)力方向。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1本發(fā)明繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2本發(fā)明繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置軟管、變接頭、封隔器聯(lián)接示意圖。
[0034]圖3本發(fā)明繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置管卡結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖4本發(fā)明繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置管卡結(jié)構(gòu)示意圖。 計(jì)算機(jī)1、采集儀2、壓力傳感器3、壓力表4、管卡5、卡環(huán)6、繩索取芯鉆桿7、細(xì)高壓軟管8、粗高壓軟管9、變接頭10、連接軟管11、上封隔器12、壓裂段連接軟管13、下封隔器14、地應(yīng)力鉆孔15、吊籃16、鉆機(jī)及卷?yè)P(yáng)17、蘑菇頭18、鉆桿卡座19、特制鉆桿接頭20、上封隔器中心桿21、高壓入口 22、封隔器23。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0037]見(jiàn)圖1、2、3、4，本發(fā)明繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置，繩索取芯鉆桿7底端螺紋聯(lián)接變接頭10，上封隔器12螺紋聯(lián)接在變接頭10上，繩索取芯鉆桿7與特制鉆桿接頭20聯(lián)接，特制鉆桿接頭20內(nèi)設(shè)置有卡環(huán)6和管卡5，繩索取芯鉆桿7底端安裝有封隔器B并放置在鉆孔15內(nèi)，由鉆桿卡座19和蘑菇頭18將繩索取芯鉆桿7固定在鉆孔15 口。
[0038]鉆孔15外的液壓泵從高壓入口 22接入細(xì)高壓軟管8、粗高壓軟管9，細(xì)高壓軟管
8、粗高壓軟管9分別接有壓力傳感器3，壓力傳感器3接入數(shù)據(jù)采集儀2，并接入接入計(jì)算機(jī)I。
[0039]特制鉆桿接頭20聯(lián)接在鉆桿上，細(xì)高壓軟管8、粗高壓軟管9分別穿入特制鉆桿接頭20內(nèi)設(shè)置的管卡5，并固定在卡環(huán)6上，細(xì)高壓軟管8、粗高壓軟管9自身連接均采用螺紋或快速接頭連接，鉆桿7內(nèi)的細(xì)高壓軟管8、粗高壓軟管9通過(guò)變接頭10，進(jìn)而細(xì)高壓軟管8通過(guò)軟管11和13聯(lián)接到封隔器23，粗高壓軟管9聯(lián)通上封隔器中心桿21和封隔器23間壓裂段，封隔器為上封隔器中心桿22兩端分別與上封隔器12和下封隔器14螺紋聯(lián)接，上封隔器12和下封隔器14分別為兩個(gè)可膨脹的橡膠封隔器，坐封于鉆孔15孔壁上。
[0040]繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試步驟。將鉆桿放入鉆孔前，將特制鉆桿接頭連同管卡和卡環(huán)鎖緊與鉆桿長(zhǎng)度匹配的粗細(xì)軟管放入鉆桿內(nèi)。
[0041 ] 設(shè)備放入孔內(nèi)時(shí)，先將變接頭與封隔器連接好并先放入孔口，繩索取芯鉆桿底端螺紋聯(lián)接變接頭，起吊下一根準(zhǔn)備好的鉆桿，在孔口聯(lián)接高壓軟管和鉆桿，吊裝下放連接好的繩索取芯鉆桿和軟管，按上述步驟將封隔器放到選定孔深。形成上封隔器中心桿聯(lián)接在變接頭上，地面接有液壓泵的細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管穿入繩索取芯鉆桿，被特制鉆桿接頭內(nèi)設(shè)置有卡環(huán)和管卡鎖緊，在底部細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管分別接入變接頭，最后細(xì)高壓軟管聯(lián)接到封隔器，粗高壓軟管聯(lián)通上封隔器中心桿并最終聯(lián)通封隔器間壓裂段孔壁。
[0042]液壓泵從高壓入口對(duì)細(xì)高壓軟管注水加壓使其膨脹、坐封于孔壁上，形成承壓段空間，對(duì)粗高壓軟管注水加壓，承壓段受壓；在足夠大的液壓作用下，孔壁沿阻力最小的方向出現(xiàn)破裂，該破裂將在垂直于截面上最小主應(yīng)力平面內(nèi)延伸，與之相應(yīng)，當(dāng)泵壓上升到臨界破裂壓力值，巖體破裂壓力值急劇下降。關(guān)閉壓力泵，壓裂液滲入到巖層，粗高壓軟管通道內(nèi)壓力緩慢下降，當(dāng)壓力降到使裂縫處于臨界閉合狀態(tài)時(shí)的壓力，即垂直于裂縫面的最小主應(yīng)力與液壓回路達(dá)到平衡時(shí)的壓力，打開(kāi)壓力閥卸壓，使裂縫完全閉合。該過(guò)程通過(guò)壓力傳感器、采集儀和計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。按上述步驟連續(xù)進(jìn)行多次加壓循環(huán)，取得多次壓裂參數(shù)，判斷巖石破裂和裂縫延伸的過(guò)程，壓裂完畢后，解除細(xì)高壓軟管壓力，使封隔器內(nèi)液體通過(guò)細(xì)高壓軟管回流并降低壓力，封隔器解封。
[0043]繼續(xù)聯(lián)接鉆桿和高壓軟管可繼續(xù)進(jìn)行下一選定孔深的地應(yīng)力量值測(cè)試。通過(guò)連接印模器、鉆桿和單根高壓軟管并放至孔內(nèi)選定深度，通過(guò)印模器及其定向裝置記錄破裂縫的形態(tài)，可獲得應(yīng)力方向。
【權(quán)利要求】
1.一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于:繩索取芯鉆桿7底端安裝有封隔器23并設(shè)置在鉆孔15內(nèi)，試驗(yàn)時(shí)由鉆桿卡座19將繩索取芯鉆桿7固定在鉆孔15內(nèi)，所述繩索取芯鉆桿7底端螺紋聯(lián)接變接頭10，上封隔器12聯(lián)接在變接頭10上； 所述繩索取芯鉆桿7之間用特制鉆桿接頭 20聯(lián)接，特制鉆桿接頭20內(nèi)設(shè)置有卡環(huán)6和管卡5 ； 鉆孔15外的高壓入口 22分別接入細(xì)高壓軟管8、粗高壓軟管9，細(xì)高壓軟管8、粗高壓軟管9分別接有壓力傳感器3，所述細(xì)高壓軟管8、粗高壓軟管9分別穿入鉆桿7內(nèi)設(shè)置的管卡5,并放置在卡環(huán)6上； 所述鉆桿7內(nèi)的細(xì)高壓軟管8、粗高壓軟管9通過(guò)變接頭10，細(xì)高壓軟管8通過(guò)軟管11和13聯(lián)接到封隔器23，高壓軟管9聯(lián)通上封隔器中心桿21和封隔器23間壓裂段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于:所述封隔器23為封隔器中心桿22兩端分別與上封隔器12和下封隔器14螺紋聯(lián)接，上封隔器12和下封隔器14分別為兩個(gè)可膨脹的橡膠封隔器，坐封于鉆孔15孔壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于:所述壓力傳感器3接入數(shù)據(jù)采集儀2，并接入接入計(jì)算機(jī)I。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于:所述細(xì)高壓軟管8、粗高壓軟管9上分別接有壓力表4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試裝置，其特征在于:所述細(xì)高壓軟管8之間、粗高壓軟管9之間均采用螺紋聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試方法，其特征在于:其操作步驟如下: 1)設(shè)備安裝:在孔口，將管卡和卡環(huán)特制鉆桿接頭內(nèi)，管卡鎖緊與鉆桿長(zhǎng)度匹配的粗細(xì)高壓軟管并放入繩索取芯鉆桿內(nèi)，特制鉆桿接頭螺紋聯(lián)接繩索取芯鉆桿，將變接頭與封隔器聯(lián)接，繩索取芯鉆桿底端螺紋聯(lián)接變接頭，分別聯(lián)接粗細(xì)高壓軟管、繩索取芯鉆桿，吊裝下放聯(lián)接有粗細(xì)高壓軟管的繩索取芯鉆桿，將封隔器放到選定孔深，地面接有液壓泵的細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管穿入繩索取芯鉆桿，在底部細(xì)高壓軟管、粗高壓軟管分別接入變接頭，細(xì)高壓軟管聯(lián)接到封隔器，粗高壓軟管聯(lián)通封隔器中心桿并聯(lián)通封隔器間壓裂段孔壁: 2)坐封加壓:液壓泵從高壓入口對(duì)細(xì)高壓軟管注水加壓使其膨脹、坐封于孔壁上，形成承壓段空間，對(duì)粗高壓軟管注水加壓，承壓段受壓； 3)巖壁破裂:在足夠大的液壓作用下，孔壁沿阻力最小的方向出現(xiàn)破裂，該破裂將在垂直于截面上最小主應(yīng)力平面內(nèi)延伸，與之相應(yīng)，當(dāng)泵壓上升到臨界破裂壓力值，巖體破裂壓力值急劇下降； 4)關(guān)泵卸壓:關(guān)閉壓力泵，壓裂液滲入到巖層，粗高壓軟管通道內(nèi)壓力緩慢下降，當(dāng)壓力降到使裂縫處于臨界閉合狀態(tài)時(shí)的壓力，即垂直于裂縫面的最小主應(yīng)力與液壓回路達(dá)到平衡時(shí)的壓力，打開(kāi)壓力閥卸壓，使裂縫完全閉合，該過(guò)程通過(guò)壓力傳感器、采集儀和計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種繩索取芯鉆桿雙回路水壓致裂法地應(yīng)力測(cè)試方法，其特征在于:其操作步驟還包括: 1)重張解封:按權(quán)利要求6所述的I)~3)步驟連續(xù)進(jìn)行多次加壓循環(huán)，取得多次壓裂參數(shù)，判斷巖石破裂和裂縫延伸的過(guò)程，壓裂完畢后，解除粗高壓軟管壓力，使封隔器內(nèi)液體通過(guò)細(xì)高壓軟管回流并降低壓力，封隔器解封； 2)破裂縫記錄:上述過(guò)程完成后，通過(guò)連接印模器、鉆桿和單根高壓軟管并放至孔內(nèi)選定深度，通 過(guò)印模器及其定向裝置記錄破裂縫的形態(tài)，可獲得應(yīng)力方向。
【文檔編號(hào)】G01L5/00GK103900751SQ201310613396
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】尹健民, 鄔愛(ài)清, 李會(huì)中, 韓曉玉, 周云, 劉元坤, 王家祥, 劉承新, 黃志鵬, 譚朝爽, 肖本職, 吳相超, 陳長(zhǎng)生, 李漢橋, 李永松, 汪洋, 艾凱, 周春華 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院