[发明专利]一种深部地应力随钻测试系统

摘要

本发明属于地质能源、矿产及岩土工程勘察技术领域，尤其涉及一种深部地应力随钻测试技术，可用于地质及岩土工程钻探中对地壳中地应力进行实时测试。本发明一种深部地应力随钻测试系统，该系统包括感应测试单元，数据采集单元和数据分析单元；该系统与钻头一起潜入孔底，可在钻进过程中对任意测深位置进行三维地应力大小、方向以及孔内温度与钻孔轨迹的测量，可克服传统水压致裂法及深孔套孔地应力测量技术方法的不足，在生产或勘探钻孔中即可随钻进行测量，无须专门为地应力测量施钻，可为工程初期地应力场分析提供大量数据。该系统不受孔内大地磁场、温度及钻具振动影响，易于安装，操作简单，测试精度高。

主权项

一种深部地应力随钻测试系统，安装于钻头后方的孔底装配器中，其特征在于，该系统包括感应测量单元、数据采集存储单元和数据分析单元。所述感应测量单元包括应变测量单元、方位测量单元和温度测量单元；所述应变测量单元包括应力感应器，所述由表面应变测试单元和低阻体嵌入式压电应变测试单元组成；所述表面应变测试单元，用于测试孔内大变形(高地应力)；所述低阻体嵌入式压电应变测试单元，用于测试孔内小变形(低地应力)；所测应变转变为电阻后，再以电压形式输出；所述方位测量单元包括光纤数字式陀螺罗盘，所述光纤数字式陀螺罗盘用于测量孔底装配器内参照点的方位以及孔底装配器所处的倾角，输出信号为方位角和倾角；所述温度测量单元包括温度传感器，所述温度传感器用于采集钻孔孔底的温度，输出信号为温度；所述数据采集单元，由放大器、数字应变仪、微处理器和数据存储器构成；其中，所述应变信号经放大器传输到通过所述数字应变仪，所述方向信号和温度信号直接传输到数字应变仪，所采集的数据经微处理器控制，存储在数据存储器中。所述数据分析单元，由计算机及其它终端构成，所述计算机通过专用程序对所述数据分析、存储和输出，计算分析测点三向地应力的大小、方向以及钻孔的倾角。