[发明专利]一种光学显微测量孔径变形的地应力测试方法

摘要

本发明公开了一种光学显微测量孔径变形的地应力测试方法。根据孔径变形的地应力测试原理，提出了多触针孔径变形感知结构的设计方案，实现了孔径变形的可视化和数字化；利用光学显微成像技术，解决了微小孔径变形的可视观察和数字量测的技术难题，实现了孔径变形的光学显微测量；通过对孔径变形原理的理论分析，推导出基于光学显微测量孔径变形的地应力解算公式，并针对相关技术的参数和布局设计进行优化分析，建立相应的软件算法。本发明解决了深孔和超深孔中地应力测试的主要技术难题，使地应力测试技术得到了突破性和实质性的进展，具有显著的科学意义和经济实用价值。

主权项

一种光学显微测量孔径变形的地应力测试方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤1、选取固定在外壳内的光学显微测量装置，选取位于同一平面且与光学显微测量装置的光轴垂直的至少三对触针，触针均通过弹性部件设置在外壳上，设定光学显微测量装置的光轴与触针所在平面相交点为测量中心点，每对触针以测量中心点对称分布，触针包括感知端和测量端，触针的测量端朝向测量中心点，且测量端的延伸方向穿过测量中心点，每对触针的感知端在弹性部件的作用下与待测钻孔的孔壁相抵；步骤2、通过光学显微测量装置获得孔径变形感知部件中触针测量端的图像；步骤3、建立图像坐标系，即设定像平面的中心点为坐标原点，x轴的正方向指向图像右边界且与图像右边界垂直，y轴的正方向指向图像上边界，y轴与x轴垂直，获得每个触针的测量端在坐标下的方位角度，获得在钻孔孔径变化时每对触针的测量端的触针针尖之间的距离差值；步骤4、根据每个触针的方位角度和每对触针的测量端的触针针尖之间的距离差值获得最大主应力σ₁、最小主应力σ₂和最大主应力σ₁的真方位角θ。