水压致裂法应力测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型实施例水压致裂法应力测量装置，连接于钻杆(5)下端，用于水压致裂法地应力测量，包括封隔器(1)、中心杆(3)、活动柱塞(6)与外筒(7)；活动柱塞(6)设于外筒(7)内由上端伸出连接于钻杆(5)下端，活动柱塞(6)内孔与钻杆(5)内孔连通进水；中心杆(3)连接于外筒(7)下方，外套封隔器(1)；活动柱塞(6)在外筒(7)的柱塞滑动腔内设有上、中、下三个工位；实现了单回路结构，利用独立钻杆向封隔器和压裂段分别加压的功能，不需要敷设高压胶管对井下封隔器加压，适应各种钻孔直径，尤其适应小孔径。
【专利说明】
水压致裂法应力测量装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及水压致裂法应力测量领域，尤其涉及一种能够通过井下压力转换开关控制实现水压致裂原地应力测量过程的水压致裂法应力测量装置。
【背景技术】
[0002]现有水压致裂法应力测量在压裂过程中，通过在井上的压力传感器和数据记录器记录压力随时间的变化，然后根据压力时间记录曲线提取相关参数，经过理论换算后求出原地主应力的大小。然而由于钻杆和封隔器的变形、钻孔变形、流体压缩、栗压速率以及残余裂隙等的影响，井上压力传感器所测量的压力值并不能准确的反映井下压裂段真实的压力变化值，从其压力时间记录曲线提取的参数所计算的原地主应力值与真实的原地主应力值有比较大的差异。因此，对现有水压致裂法应力测量技术进行改进就显得非常必要。
[0003]现有的水压致裂法应力测量装置如图1所示，水压致裂法应力测量井下压裂系统一般采用双回路，一路由地面高压栗通过高压胶管4对封隔器I进行加压，另一路由地面高压栗由钻杆5经中心杆3通过出水口 2对压裂段进行加压，从而实现水压致裂法应力测量全过程。该方法的优点是可以同时监测实验过程中封隔器和压裂段压力的变化，但在井下设备下井过程操作繁琐，对小孔径钻孔而言，由于高压胶管和钻杆的外形尺寸之和已经超过了钻孔直径，该方法并不适用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型解决的技术问题在于克服了现有技术缺陷，提供了一种新型水压致裂法应力测量装置，实现了单回路结构，利用独立钻杆向封隔器和压裂段分别加压的功能，不需要敷设高压胶管对井下封隔器加压，适应各种钻孔直径，尤其适应小孔径。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种水压致裂法应力测量装置，连接于钻杆5下端，用于水压致裂法地应力测量，包括封隔器1、中心杆3、活动柱塞6与外筒7 ；
[0007]活动柱塞6设于外筒7内由上端伸出连接于钻杆5下端，活动柱塞6内孔与钻杆5内孔连通进水；中心杆3连接于外筒7下方，外套封隔器I;活动柱塞6在外筒7的柱塞滑动腔内设有上、中、下三个工位；
[0008]活动柱塞6位于上工位，活动柱塞6内孔通过外筒7内的封隔通道11连接封隔器I内腔；
[0009]活动柱塞6位于中工位，活动柱塞6内孔连接外筒7上的泄水孔8;
[0010]活动柱塞6位于下工位，活动柱塞6内孔通过外筒7内的压裂通道12连接中心杆3内孔，中心杆3内孔通过出水口 2连通压裂段。
[0011]所述的外筒7内的上、中、下三个工位间与上下两端均设有密封圈9。
[0012]所述的外筒7的柱塞滑动腔上下端均设有排气孔10。
[0013]所述的封隔通道11通过高压胶管4连接封隔器I内腔。
[0014]由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的一种新型水压致裂法应力测量装置，实现了单回路结构，利用独立钻杆向封隔器和压裂段分别加压的功能，不需要敷设高压胶管对井下封隔器加压，适应各种钻孔直径，尤其适应小孔径。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0016]图1为现有技术的水压致裂法应力测量装置的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型实施例提供的新型水压致裂法地应力测量井下压力转换开关的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0019]另需要说明的是本文中所提到的描述方位的“上”、“下”、“左”、“右”、“前、“后”除特殊说明均不特指该方位，只是为了描述方便，所述产品的放置方向不同其描述也不尽相同。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下可理解的方位，都属于本实用新型的保护范围。
[0020]下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
[0021]如图2，一种水压致裂法应力测量装置，连接于钻杆5下端，用于水压致裂法地应力测量，包括封隔器1、中心杆3、活动柱塞6与外筒7;活动柱塞6设于外筒7内由上端伸出连接于钻杆5下端，活动柱塞6内孔与钻杆5内孔连通进水;钻杆5接高压水，中心杆3连接于外筒7下方，外套封隔器I;活动柱塞6在外筒7的柱塞滑动腔内设有上、中、下三个工位;并且在所述的外筒7内的上、中、下三个工位间与上下两端均设有密封圈9。具体的如图2所示，共四组，图2中9-1，9-2，9-3与9-4所示，密封圈9采用一对O型密封圈。
[0022]封隔过程中，活动柱塞6在柱塞滑动腔上端，活动柱塞6位于上工位，活动柱塞6内孔通过外筒7内的封隔通道11连接封隔器I内腔;具体的所述的封隔通道11通过高压胶管4连接封隔器I内腔。钻杆5内的高压水通过活动柱塞6的内孔经过外筒7内封隔通道11的导流孔由高压胶管4注入封隔器I中，实现对封隔器I的加压;封隔器I与现有的应用于方式一样，采用上下两段式，封隔器I膨胀将该段孔封隔出一段压裂段。
[0023]当活动柱塞6在柱塞滑动腔中部，活动柱塞6位于中工位，活动柱塞6内孔连接外筒7上的泄水孔8;钻杆5内的高压水通过活动柱塞6的内孔与泄水孔8连通，实现排出钻杆5内的水。
[0024]压裂封隔过程中，活动柱塞6在柱塞滑动腔下端，活动柱塞6位于下工位，活动柱塞6内孔通过外筒7内的压裂通道12连接中心杆3内孔，中心杆3内孔通过出水口2连通压裂段。钻杆5内的高压水通过活动柱塞6的内孔经过外筒7内的压裂通道12的导流孔注入到中心杆3内孔，再经过出水口 2注入压裂段中，实现对压裂段的加压压裂。
[0025]在此过程中，通过地表压力传感器或压裂段内置采集系统测量注水压力的变化过程得到压裂裂缝的破裂压裂、重张压力和关闭压力，进而得到测量深度段水平最大和最小主应力的量值。
[0026]本例中，为保证活动柱塞6上下移动灵活，在柱塞滑动腔上下端均设有排气孔10。用于排出柱塞滑动腔盲端的气体。
[0027]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种水压致裂法应力测量装置，连接于钻杆(5)下端，用于水压致裂法地应力测量，其特征在于，包括封隔器(1)、中心杆(3)、活动柱塞(6)与外筒(7); 活动柱塞(6)设于外筒(7)内由上端伸出连接于钻杆(5)下端，活动柱塞(6)内孔与钻杆(5)内孔连通进水；中心杆(3)连接于外筒(7)下方，外套封隔器(I);活动柱塞(6)在外筒(7)的柱塞滑动腔内设有上、中、下三个工位； 活动柱塞(6)位于上工位，活动柱塞(6)内孔通过外筒(7)内的封隔通道(11)连接封隔器(I)内腔； 活动柱塞(6)位于中工位，活动柱塞(6)内孔连接外筒(7)上的泄水孔(8); 活动柱塞(6)位于下工位，活动柱塞(6)内孔通过外筒(7)内的压裂通道(12)连接中心杆(3)内孔，中心杆(3)内孔通过出水口(2)连通压裂段。2.根据权利要求1所述的水压致裂法应力测量装置，其特征在于，所述的外筒(7)内的上、中、下三个工位间与上下两端均设有密封圈(9)。3.根据权利要求1或2所述的水压致裂法应力测量装置，其特征在于，所述的外筒(7)的柱塞滑动腔上下端均设有排气孔(10)。4.根据权利要求1或2所述的水压致裂法应力测量装置，其特征在于，所述的封隔通道(11)通过高压胶管(4)连接封隔器(I)内腔。
【文档编号】E21B43/26GK205714149SQ201620559873
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】王海忠, 李宏, 熊玉珍, 陈征, 董云开, 喻建军, 李涛, 吴立恒, 刘凤秋
【申请人】中国地震局地壳应力研究所