[发明专利]一种等径设计的水压致裂法地应力测试装置

说明书

本发明公开了一种等径设计的水压致裂法地应力测试装置，包含滑动阀柱、阀座、上、下封隔器、致裂花管及中心杆，滑动阀柱穿设在阀座内并由上端伸出连于钻杆下端，滑动阀柱内设阀柱水孔与钻杆内孔连通，中心杆连于阀座下端，外套上、下封隔器及致裂花管，阀座、上、下封隔器及致裂花管外径相等；阀座内设有连通阀座内腔及上封隔器内腔的L型导通孔，致裂花管一侧设有连通上、下两封隔器内腔的封隔连通孔，致裂花管另一侧设有连通中心杆内孔的致裂水孔，滑动阀柱在阀座内腔内设有上、下两个工位，实现单独回路。本发明具有外形美观，不易弯曲变形及在钻孔中不易卡死等优点。

技术领域

本发明涉及水压致裂法原地应力场测试技术领域，具体的说是涉及一种等径设计的钻孔用水压致裂法原地应力测试装置。

背景技术

水压致裂法原地应力测试过程中，需要首先向串联的上下封隔器加压，使上下封隔器膨胀后在二者之间形成封闭压裂段，然后再向封闭压裂段加压，使钻孔岩体形成张拉裂缝。因此，在钻孔中进行地应力测试的装置均需要在其上部设置水路转换阀，才能实现仅利用钻杆水路分别给上述两个压力回路加压的目的。

传统水压致裂法地应力测试装置中，通过采用细高压橡胶管连接上下封隔器以实现二者间的压力连通(如专利号为201620559873.0的《水压致裂法应力测试装置》)，当测试装置在钻孔中下放或提拉过程中，细高压橡胶管由于与钻孔孔壁岩体的摩擦、剐蹭，非常容易导致细高压橡胶管的磨穿、破损，导致漏水漏压和测试失败。

另外，现有水压致裂法地应力测试装置的岩体压裂段，即上、下封隔器中间的连接单元较细，其外径明显小于上、下封隔器的外径(如专利号为201310424571.3的《单回路水压致裂原地应力测量系统》、专利号为201620559873.0的《水压致裂法应力测试装置》及专利号为201710621308.1的《干孔泄压阀及水压致裂地应力测试装置》)。上述较细的压裂段连接单元与钻孔孔壁间存在较大空隙，在钻孔岩体不完整的情况下，孔壁岩体脱落产生的碎屑、岩块会堆积在上述空隙中，导致测试设备卡死和无法收回至地面，从而引发测试设备坠孔事故。

发明内容

针对目前水压致裂法地应力测试设备存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种连接于钻杆下端的、用于水压致裂法地应力测量的等外径设计的水压致裂法原地应力装置，实现杜绝细高压橡胶管磨穿导致的漏水漏压和测试失败，以及消除压裂段连接单元处卡死导致的测试设备卡死坠孔事故的目的。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种等径设计的水压致裂法地应力测试装置，包含滑动阀柱、阀座、上封隔器、致裂花管、中心杆及下封隔器，所述滑动阀柱穿设在所述阀座内并由阀座上端伸出连接于钻杆下端，在所述滑动阀柱内开设有阀柱水孔，所述阀柱水孔与钻杆内孔连通，所述中心杆连接于所述阀座下端，所述中心杆内孔与所述阀座内腔连通，所述上封隔器及下封隔器依次套设在所述中心杆上，在所述上封隔器与下封隔器之间还设有一根套设在中心杆上的致裂花管，所述致裂花管与所述阀座、上封隔器及下封隔器外径相等且从上往下依次连接形成一个外径相等的整体；

在所述阀座内还开设有L型导通孔，所述L型导通孔分别与所述阀座内腔及上封隔器内腔连通，在所述致裂花管一侧还开设有封隔连通孔，所述封隔连通孔分别与所述上封隔器内腔及下封隔器内腔连通，在所述致裂花管另一侧还开设有致裂水孔，在所述中心杆中部还开设有杆间水孔，所述致裂水孔及杆间水孔均与所述致裂花管内腔连通，所述滑动阀柱在所述阀座的内腔内设有上、下两个工位；

当所述滑动阀柱位于上工位时，滑动阀柱的阀柱水孔通过L型导通孔与上封隔器的内腔连通，上封隔器内腔通过封隔连通孔与下封隔器内腔连通；

当所述滑动阀柱位于下工位时，滑动阀柱的阀柱水孔通过阀内腔与中心杆内孔连通，中心杆内孔通过杆间水孔与致裂花管内腔连通，致裂花管内腔与致裂水孔连通。