[发明专利]用于确定地应力方向的测量装置和确定地应力方向方法

权利要求书

1.一种用于确定地应力方向的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括底座(1)、驱动器(2)、旋转台(3)、岩心夹具(4)、探头固定板(5)、声波发射器(6)、声波接收器(7)和控制设备(8)；

所述驱动器(2)与所述底座(1)固定，所述旋转台(3)的旋转轴(31)转动安装在所述底座(1)的上表面，且所述驱动器(2)的输出轴和所述旋转台(3)的旋转轴(31)相连；

所述岩心夹具(4)位于所述旋转台(3)的背离所述底座(1)的表面，用于固定待测量岩心(100)；

所述探头固定板(5)位于所述旋转台(3)的背离所述底座(1)的上方，且所述探头固定板(5)具有通孔(51)，所述通孔(51)和所述岩心夹具(4)的位置相对，所述通孔(51)的直径大于所述待测量岩心(100)的直径；

所述声波发射器(6)的发射探头(61)位于所述通孔(51)的内壁处，所述声波接收器(7)的接收探头(71)位于所述通孔(51)的内壁处；

所述控制设备(8)分别与所述驱动器(2)、所述声波发射器(6)和所述声波接收器(7)电连接，被配置为控制所述驱动器(2)的旋转角度和旋转方向，控制所述声波发射器(6)发射声波，并记录所述声波发射器(6)发射声波的发送时间和所述声波接收器(7)接收声波的接收时间。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括多个立柱(9)；

所述多个立柱(9)固定在所述底座(1)的上表面，所述探头固定板(5)和所述多个立柱(9)滑动安装，以调整所述发射探头(61)和所述待测量岩心(100)的相对位置，以及所述接收探头(71)和所述待测量岩心(100)的相对位置。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述发射探头(61)和所述接收探头(71)均可伸缩安装在所述通孔(51)的边缘处，其中伸缩方向平行于所述通孔(51)的径向，以便于：

当测量声波在所述待测量岩心(100)中的传播速度时，所述发射探头(61)和所述接收探头(71)均伸出至与所述待测量岩心(100)的外表面相接触；

当未测量声波在所述待测量岩心(100)中的传播速度时，所述发射探头(61)和所述接收探头(71)均收缩至与所述待测量岩心(100)的外表面相脱离。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括第一压力器(10)、第一弹性件和第二弹性件，所述通孔(51)的内壁上具有第一径向通孔和第二径向通孔；

所述第一弹性件和所述发射探头(61)相连且均位于所述第一径向通孔中，且所述发射探头(61)靠近所述通孔(51)的圆心处，所述第一弹性件远离所述发射探头(61)的一端固定在所述第一径向通孔的内壁；

所述第二弹性件和所述接收探头(71)相连且均位于所述第二径向通孔中，且所述接收探头(71)靠近所述通孔(51)的圆心处，所述第二弹性件远离所述接收探头(71)的一端固定在所述第二径向通孔的内壁；

所述第一变化器(10)通过管道分别与所述第一径向通孔远离所述发射探头(61)的端口和所述第二径向通孔远离所述接收探头(71)的端口相连；

当所述第一变化器(10)的压力增大时，能够推动所述发射探头(61)和所述接收探头(71)伸出；当所述第一变化器(10)的压力减小时，能够促使第一弹性件拉动所述发射探头(61)收缩，第二弹性件拉动所述接收探头(71)收缩。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括耦合剂储备罐(11)和两个耦合剂喷嘴(12)，所述耦合剂储备罐(11)通过管道与所述两个耦合剂喷嘴(12)相连；

所述发射探头(61)的远离所述旋转台(3)的上方安装有所述耦合剂喷嘴(12)，以向所述发射探头(61)添加耦合剂；

所述接收探头(71)的远离所述旋转台(3)的上方安装有所述耦合剂喷嘴(12)，以向所述接收探头(71)添加耦合剂。