[发明专利]绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，其特征在于：绳索取芯钻杆7底端安装有封隔器23并设置在钻孔15内，试验时由钻杆卡座19将绳索取芯钻杆7固定在钻孔15内，所述绳索取芯钻杆7底端螺纹联接变接头10，上封隔器12联接在变接头10上；

所述绳索取芯钻杆7之间用特制钻杆接头20联接，特制钻杆接头20内设置有卡环6和管卡5；

钻孔15外的高压入口22分别接入细高压软管8、粗高压软管9，细高压软管8、粗高压软管9分别接有压力传感器3，所述细高压软管8、粗高压软管9分别穿入钻杆7内设置的管卡5，并放置在卡环6上；

所述钻杆7内的细高压软管8、粗高压软管9通过变接头10，细高压软管8通过软管11和13联接到封隔器23，高压软管9联通上封隔器中心杆21和封隔器23间压裂段。

2.根据权利要求1所述的一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，其特征在于：所述封隔器23为封隔器中心杆22两端分别与上封隔器12和下封隔器14螺纹联接，上封隔器12和下封隔器14分别为两个可膨胀的橡胶封隔器，坐封于钻孔15孔壁上。

3.根据权利要求1所述的一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，其特征在于：所述压力传感器3接入数据采集仪2，并接入接入计算机1。

4.根据权利要求1所述的一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，其特征在于：所述细高压软管8、粗高压软管9上分别接有压力表4。

5.根据权利要求1所述的一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，其特征在于：所述细高压软管8之间、粗高压软管9之间均采用螺纹联接。

6.根据权利要求1所述的一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试方法，其特征在于：其操作步骤如下：

1)设备安装：在孔口，将管卡和卡环特制钻杆接头内，管卡锁紧与钻杆长度匹配的粗细高压软管并放入绳索取芯钻杆内，特制钻杆接头螺纹联接绳索取芯钻杆，将变接头与封隔器联接，绳索取芯钻杆底端螺纹联接变接头，分别联接粗细高压软管、绳索取芯钻杆，吊装下放联接有粗细高压软管的绳索取芯钻杆，将封隔器放到选定孔深，地面接有液压泵的细高压软管、粗高压软管穿入绳索取芯钻杆，在底部细高压软管、粗高压软管分别接入变接头，细高压软管联接到封隔器，粗高压软管联通封隔器中心杆并联通封隔器间压裂段孔壁：

2)坐封加压：液压泵从高压入口对细高压软管注水加压使其膨胀、坐封于孔壁上，形成承压段空间，对粗高压软管注水加压，承压段受压；

3)岩壁破裂：在足够大的液压作用下，孔壁沿阻力最小的方向出现破裂，该破裂将在垂直于截面上最小主应力平面内延伸，与之相应，当泵压上升到临界破裂压力值，岩体破裂压力值急剧下降；

4)关泵卸压：关闭压力泵，压裂液渗入到岩层，粗高压软管通道内压力缓慢下降，当压力降到使裂缝处于临界闭合状态时的压力，即垂直于裂缝面的最小主应力与液压回路达到平衡时的压力，打开压力阀卸压，使裂缝完全闭合，该过程通过压力传感器、采集仪和计算机自动采集数据并存储。

7.根据权利要求6所述的一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试方法，其特征在于：其操作步骤还包括：

1)重张解封：按权利要求6所述的1)～3)步骤连续进行多次加压循环，取得多次压裂参数，判断岩石破裂和裂缝延伸的过程，压裂完毕后，解除粗高压软管压力，使封隔器内液体通过细高压软管回流并降低压力，封隔器解封；

2)破裂缝记录：上述过程完成后，通过连接印模器、钻杆和单根高压软管并放至孔内选定深度，通过印模器及其定向装置记录破裂缝的形态，可获得应力方向。