[发明专利]一种适用于承压水地层的水压致裂地应力测量系统及方法

权利要求书

1.一种适用于承压水地层的水压致裂地应力测量系统，其特征在于，包括中心钢管(12)，以及串联在所述中心钢管(12)的隔水地层设备组和承压水地层设备组；

其中，钻孔(25)穿过隔水地层而延伸到承压水地层的待测地应力位置；所述中心钢管(12)布置于所述钻孔(25)内；在所述中心钢管(12)上并且位于所述隔水地层的位置，安装所述隔水地层设备组；在所述中心钢管(12)上并且位于所述承压水地层的位置，安装所述承压水地层设备组；

所述中心钢管(12)的管内布置电缆(10)；

所述隔水地层设备组包括第一电磁阀门(1)、第一高压水管(2)和第一封隔器(3)；所述第一封隔器(3)套于所述中心钢管(12)的外面；所述第一封隔器(3)位于所述隔水地层；所述中心钢管(12)的第1注水孔(12.1)与所述第一高压水管(2)的一端连通，所述第一高压水管(2)的另一端与所述第一封隔器(3)连通；在所述第1注水孔(12.1)位置安装用于控制所述第1注水孔(12.1)打开和关闭的所述第一电磁阀门(1)；所述第一电磁阀门(1)的开关控制端通过细线缆与所述中心钢管(12)的电缆(10)电性连接；

所述承压水地层设备组包括第二电磁阀门(4)、第二高压水管(5)、第二封隔器(6)、第三电磁阀门(7)、第三高压水管(8)、第三封隔器(9)、第四电磁阀门(13)和压力传感器(18)；

所述第二封隔器(6)和所述第三封隔器(9)上下相对套于所述中心钢管(12)的外面；并且，所述第二封隔器(6)和所述第三封隔器(9)均位于所述承压水地层；所述中心钢管(12)的第2注水孔(12.2)与所述第二高压水管(5)的一端连通，所述第二高压水管(5)的另一端与所述第二封隔器(6)连通；在所述第2注水孔(12.2)位置安装用于控制所述第2注水孔(12.2)打开和关闭的所述第二电磁阀门(4)；所述第二电磁阀门(4)的开关控制端通过细线缆与所述中心钢管(12)的电缆(10)电性连接；

所述中心钢管(12)的第3注水孔(12.3)与所述第三高压水管(8)的一端连通，所述第三高压水管(8)的另一端与所述第三封隔器(9)连通；在所述第3注水孔(12.3)位置安装用于控制所述第3注水孔(12.3)打开和关闭的所述第三电磁阀门(7)；所述第三电磁阀门(7)的开关控制端通过细线缆与所述中心钢管(12)的电缆(10)电性连接；

所述中心钢管(12)开设位于所述第二封隔器(6)和所述第三封隔器(9)之间的第4注水孔(12.4)；在所述第4注水孔(12.4)位置安装用于控制所述第4注水孔(12.4)开和关闭的所述第四电磁阀门(13)；所述第四电磁阀门(13)的开关控制端通过细线缆与所述中心钢管(12)的电缆(10)电性连接；

所述压力传感器(18)布置于所述第二封隔器(6)和所述第三封隔器(9)之间的空间；所述压力传感器(18)的输出端通过细线缆与所述中心钢管(12)的电缆(10)电性连接；

在地面布置数据采集系统(19)、高压水泵(20)、高压水管(17)、电磁阀门开关(21)、高压阀门(22)和高压回水管(23)；

所述数据采集系统(19)和所述电磁阀门开关(21)均与所述中心钢管(12)的电缆(10)电性连接；所述高压水泵(20)通过所述高压水管(17)与所述中心钢管(12)的进水口连接；所述高压回水管(23)与所述中心钢管(12)的回水口连接，在所述高压回水管(23)上安装所述高压阀门(22)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于承压水地层的水压致裂地应力测量系统，其特征在于，所述中心钢管(12)的顶端通过中心钢管与上部钻杆的转接头(11)，与上部钻杆(14)连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于承压水地层的水压致裂地应力测量系统，其特征在于，在地面架设钻孔支架(16)；钢绞线(15)连接在所述钻孔支架(16)和所述上部钻杆(14)之间。

4.根据权利要求1所述的一种适用于承压水地层的水压致裂地应力测量系统，其特征在于，所述电缆(10)的外层包裹有厚橡胶皮。