一种地应力测量装置以及地应力测量系统的制作方法

本实用新型涉及地应力测量技术领域，尤其是涉及一种地应力测量装置以及地应力测量系统。

背景技术：

水压致裂法地应力测量是上世纪70年代发展起来的能够测量地壳深部应力可靠而有效的方法。水压致裂法是1987年国际岩石力学学会试验方法委员会颁布的确定岩石应力建议方法中所推荐的方法之一，是目前国际上能较好地直接进行深孔应力测量的先进方法，且具有操作简便、无须知道岩体力学参数等优点，已被广泛应用于水电工程设计、铁路、公路的隧道选线、场地稳定性评价、核废料处理以及地学研究等领域。应用该测试方法，可以得到垂直于钻孔平面的最大和最小应力的大小和方向，对于垂直钻孔，由不同深度的测试数据，可得到最大和最小水平主应力随深度变化规律，对三个或三个以上的交汇钻孔进行测试，经过数据处理计算得到测点附近的三维应力状态。

虽然水压致裂法本身的测量方式较可靠和准确，但是现有技术中应用于水压致裂法的地应力测量装置在实际测量的时候，有时会发生测量失败的现象，进而影响测量效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种地应力测量装置以及地应力测量系统，以解决现有技术中存在的,在钻孔水位较深情况下地应力测量容易发生测量失败，进而影响测量效率的技术问题。

经过对现有技术中的地应力测量装置进行研究，发现不管是单回路的地应力测量装置还是双回路的地应力测量装置，在进行地应力测量的时候，封隔器的泄压有时会发生故障，这样一来，一旦封隔器无法满足对密封段的密封要求，所以就会容易造成密封段的压力测量不准确或者测量失败的问题发生。

例如，在单回路的地应力测量装置中，封隔器的加压需要通过提拉开关来转换加压泵的加压管路，而通过提拉开关进行转换的方式无法及时的对封隔器进行补压。

同样，在双回路的地应力测量装置中，封隔器的加压虽然不需要通过提拉开关转换加压泵的加压管路的方式对封隔器进行加压，但是也需要通过阀体对加压泵的加压管路的调整，实现对封隔器的直接加压，整个过程十分繁琐。

而为了解决由于封隔器泄压和补压无法满足密封要求的问题，所以提供了如下的技术方案。

本实用新型提供的一种地应力测量装置，包括封隔组件、第一加压泵、第二加压泵和测压组件；

所述封隔组件包括至少一个封隔器；所述第一加压泵与所述封隔器内腔连通，所述第二加压泵用于连通所述封隔组件形成的封隔段；

所述测压组件包括第一压力传感器；所述第一压力传感器设置在封隔段，用于测量封隔段内的压力。

在上述技术方案中，所述封隔器和封隔段所述分别通过不同的第一加压泵和第二加压泵单独连通，形成单独对封隔器和封隔段进行加压的管路，并可以根据封隔器和封隔段的不同需要使用适当规格的第一加压泵和第二加压泵。

所以，在进行压力测试的时候，就可以通过所述第一加压泵独立的对所述封隔器进行加压，以保证在整个测试的过程中，所述封隔器都能够处于良好的工作状态，为所述封隔段提供良好的密封效果，这样就能够提高测量的准确性了。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述测压组件还包括第二压力传感器；

所述第二压力传感器设置在所述封隔器上，用于测量封隔器内腔的压力。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述测压组件还包括第三压力传感器；

所述第三压力传感器设置在所述第一加压泵与所述封隔器之间的管路上，用于测量所述第一加压泵与所述封隔器之间的压力。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述测压组件还包括第四压力传感器；

所述第四压力传感器设置在所述第二加压泵与所述封隔段之间的管路上，用于测量所述第二加压泵与所述封隔段之间的压力。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述地应力测量装置还包括卡扣组件；

所述封隔组件上的管路组件通过所述卡扣组件卡扣连接。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述第一加压泵采用油泵；

和\或，所述第二加压泵采用水泵。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述第一加压泵与所述封隔器之间的管路上设置有第一流量计；

和\或，所述第二加压泵与所述封隔段之间的管路上设置有第二流量计。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述第一加压泵与所述封隔器之间的管路上设置有第一蓄能器；

和\或，所述第二加压泵与所述封隔段之间的管路上设置有第二蓄能器。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述第一加压泵上设置有第一压力表；

和\或，所述第二加压泵上设置有第二压力表。

本实用新型还提供了一种地应力测量系统，包括上述所述的地应力测量装置。

在上述技术方案中，所述地应力测量系统采用了上述所述的地应力测量装置，所述地应力测量装置采用了第一加压泵和第二加压泵的结构，所述封隔器和封隔段所述分别通过不同的第一加压泵和第二加压泵单独连通，形成单独对封隔器和封隔段进行加压的管路，并可以根据封隔器和封隔段的不同需要使用适当规格的第一加压泵和第二加压泵。

所以，在进行压力测试的时候，就可以通过所述第一加压泵独立的对所述封隔器进行加压，以保证在整个测试的过程中，所述封隔器都能够处于良好的工作状态，为所述封隔段提供良好的密封效果，这样就能够提高测量的准确性了。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本实用新型一个实施例提供的地应力测量装置的第一结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例提供的地应力测量装置的第二结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例提供的地应力测量装置的第三结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例提供的地应力测量装置的第四结构示意图。

附图标记：

1-第一加压泵；2-第二加压泵；

31-封隔器；32-封隔段；

41-第一压力传感器；42-第二压力传感器；

43-第三压力传感器；44-第四压力传感器；

51-第一流量计；52-第二流量计；

61-第一蓄能器；62-第二蓄能器；

71-第一压力表；72-第二压力表。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型一个实施例提供的地应力测量装置的第一结构示意图；如图1所示，本实施例提供的一种地应力测量装置，包括封隔组件、第一加压泵1、第二加压泵2和测压组件；

所述封隔组件包括至少一个封隔器31；所述第一加压泵1与所述封隔器31内腔连通，所述第二加压泵2用于连通所述封隔组件形成的封隔段32；

所述测压组件包括第一压力传感器41；所述第一压力传感器41设置在封隔段32，用于测量封隔段32内的压力。

利用所述地应力测量装置，在使用的时候，可以将所述封隔器31和封隔段32所述分别通过不同的第一加压泵1和第二加压泵2单独连通，形成单独对封隔器31和封隔段32进行加压的管路。

所以，在进行压力测试的时候，就可以通过所述第一加压泵1独立的对所述封隔器31进行加压，当加完毕后，利用第二加压泵2独立的为所述封隔段32进行加压，以进行地应力的压力测试操作。

而在进行地应力的压力测试操作的过程中，工作人员可以根据需要利用所述第一加压泵1独立的为所述封隔器31加压，以使封隔器31内的压力动态的变化，实时的保持着密封的要求，而在这个过程中，所述第一加压泵1为所述封隔器31的加压操作是独立进行的，所以完全不会影响到第二加压泵2对封隔段32的加压操作，所以，这种方式可以保证所述封隔器31能够实时的为封隔段32提供良好的密封效果，并且，两者单独加压的过程不同进行管路的切换操作，会大大的提高工作效率。

因此，所述封隔器31就能够处于良好的工作状态，为所述封隔段32提供良好的密封效果，这样就能够提高测量的准确性了。

并且，由于第一加压泵1和第二加压泵2是单独为封隔器31和封隔段32进行加压操作的，所以可以根据封隔器31和封隔段32的不同需要使用适当规格的第一加压泵1和第二加压泵2，以满足封隔器31和封隔段32的加压需求。

其中，所述封隔器31的数量为一个的时候，可以通过封隔器31与地下的钻孔底面和钻孔侧壁形成所述封隔段32。

而所述封隔器31的数量为两个的时候，可以通过两个封隔器31之间，以及位于两个封隔器31之间的钻孔的部分侧壁形成所述封隔段32。

继续参考图1，在本实用新型的实施例中，所述测压组件还包括第二压力传感器42；

所述第二压力传感器42设置在所述封隔器31上，用于测量封隔器31内腔的压力。

由于设置了第二压力传感器42，所以工作人员可以通过所述第二压力传感器42实时的测量所述封隔器31的内部压力，对封隔器31的加压状态进行监测，一旦发现封隔器31的内部压力异常(不满足预定需求)，就可以通过所述第一加压泵1为所述封隔器31加压。

这样的话，通过所述第一加压泵1能够提高对封隔器31的监测效果，提高了通过所述第一加压泵1调整所述封隔器31内部压力的灵敏度，满足实时调压需求。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述测压组件还包括第三压力传感器43；

所述第三压力传感器43设置在所述第一加压泵1与所述封隔器31之间的管路上，用于测量所述第一加压泵1与所述封隔器31之间的压力。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述测压组件还包括第四压力传感器44；

所述第四压力传感器44设置在所述第二加压泵2与所述封隔段32之间的管路上，用于测量所述第二加压泵2与所述封隔段32之间的压力。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述地应力测量装置还包括卡扣组件；

所述封隔组件上的管路组件通过所述卡扣组件卡扣连接。

其中，所述管路组件即包括了地应力测量装置中的复杂管路和线路。由于所述地应力测量装置需要安装到较深的钻孔中，而地应力测量装置中的复杂管路和线路会使插入钻孔中的整个结构变得非常复杂，所以，可以利用卡扣组件将复杂的管路和线路进行扣合连接，使其整体上不再繁乱，这样能够提高整个的施工效率。

进一步的，在本实用新型的实施例中，所述第一加压泵1采用油泵；

和\或，所述第二加压泵2采用水泵。

图2为本实用新型一个实施例提供的地应力测量装置的第二结构示意图；如图2所示，在本实用新型的实施例中，所述第一加压泵1与所述封隔器31之间的管路上设置有第一流量计51；

和\或，所述第二加压泵2与所述封隔段32之间的管路上设置有第二流量计52。

利用所述第一流量计51和第二流量计52可以对所述第一加压泵1与所述封隔器31之间的管路和所述第二加压泵2与所述封隔段32之间的管路中的流体或者气体进行检测。

图3为本实用新型一个实施例提供的地应力测量装置的第三结构示意图；如图3所示，在本实用新型的实施例中，所述第一加压泵1与所述封隔器31之间的管路上设置有第一蓄能器61；

和\或，所述第二加压泵2与所述封隔段32之间的管路上设置有第二蓄能器62。

利用所述第一蓄能器61或第二蓄能器62可以根据需要将所述第一加压泵1与所述封隔器31之间的管路或所述第二加压泵2与所述封隔段32之间的管路内的能量储存起来，以待合适的时候释放使用。

图4为本实用新型一个实施例提供的地应力测量装置的第四结构示意图；如图4所示，在本实用新型的实施例中，所述第一加压泵1上设置有第一压力表71；

和\或，所述第二加压泵2上设置有第二压力表72。

利用所述第一压力表71或第二压力表72可以对第一加压泵1或者第二加压泵2所释放的压力进行测量，以供工作人员查看。

另外，需要说明的是，当设备发生封隔器31泄压失败故障时，可以井上开启封隔器31的回油阀门，通过主压裂管向封隔段32大流量注液一段时间，使用工作段流体压迫封隔器31内油压回流；

如果第一步操作无效，可以使用真空泵在井上对封隔器31油路中液压油抽出，实现封隔器31泄压；

以上二步骤理论上可以解决绝大部分封隔器31泄压失败故障案例，如果仍然泄压失败，还可以通过电控释放阀门，将封隔器31下部释放阀门开启，释放压力。

本实用新型还提供了一种地应力测量系统，包括上述所述的地应力测量装置。

由于所述地应力测量装置的具体结构、功能原理以及技术效果均在前文详述，在此便不再赘述。

所以，任何有关于所述地应力测量装置的技术内容，也均可参考前文对于所述地应力测量装置的记载即可。

由上可知，所述地应力测量系统采用了上述所述的地应力测量装置，所述地应力测量装置采用了第一加压泵1和第二加压泵2的结构，所述封隔器31和封隔段32所述分别通过不同的第一加压泵1和第二加压泵2单独连通，形成单独对封隔器31和封隔段32进行加压的管路，并可以根据封隔器31和封隔段32的不同需要使用适当规格的第一加压泵1和第二加压泵2。

所以，在进行压力测试的时候，就可以通过所述第一加压泵1独立的对所述封隔器31进行加压，以保证在整个测试的过程中，所述封隔器31都能够处于良好的工作状态，为所述封隔段32提供良好的密封效果，这样就能够提高测量的准确性了。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。