CN103850678A - 一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统 - Google Patents

一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统，包括高压管、压力传感器、储能器、高压油泵和数据采集仪，所述高压管一端设有注水孔，所述注水孔上端设有封隔器，所述高压管分别与储能器和压力传感器相连，所述储能器与高压油泵相连，所述储能器与高压油泵相连处设有流量计，所述压力传感器与数据采集仪相连，在打好的钻孔中先用高刚度注水管将橡胶封隔器送至适宜的钻孔位置，然后通过高压泵和储能器注入高压水，对封隔器之间的岩孔进行高压注水，直至将围岩压裂，关闭高压泵使裂纹闭合；用数据采集仪采集数据，分析和计算可得到最大水平主应力和最小水平主应力大小，压裂方向即为最大水平主应力方向。

Description

一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统
技术领域
本发明涉及一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统。
背景技术
钻孔窥视是矿区观测的一个重要环节，可以用来观测围岩松动圈范围、围岩注浆加固效果、锚杆锚固效果和围岩结构动态变化等，在富水地带还可用来观测围岩渗水裂隙的厚度及涌水点位置等。
现行的钻孔窥视仪器在围岩富水破碎地带进行钻孔窥视时，由于钻孔中岩层裂隙水常常会夹杂着泥沙等遮盖住钻孔窥视仪光电探头镜头，严重妨碍围岩检测效果，甚至不能进行钻孔窥视，给围岩状况监测工作带来了很大的困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以获得测站处顶板岩层的分布状况，节理、裂隙、离层等准确位置的全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：本发明的一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统，包括高压管、压力传感器、储能器、高压油泵和数据采集仪，所述高压管一端设有注水孔，所述注水孔上端设有封隔器，所述高压管分别与储能器和压力传感器相连，所述储能器与高压油泵相连，所述储能器与高压油泵相连处设有流量计，所述压力传感器与数据采集仪相连。
作为优选地技术方案，所述高压管两侧分别设有巷道顶板。
本发明一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统的有益效果是：全景钻孔窥视仪使用便捷、测试结果清晰，非常适合煤矿井下夹层、裂隙、离层和岩脉的发现，可取得岩芯的破碎地层围岩结构观测，其测试结果可分为钻孔平面展开图以及圆柱图，两者结合使用可对岩层结构有更为直观的认识。将全景钻孔窥视仪应用于地应力测试中，可以获得测站处顶板岩层的分布状况，节理、裂隙、离层等的准确位置。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统，包括高压管1、压力传感器2、储能器3、高压油泵4和数据采集仪5，所述高压管1一端设有注水孔6，所述注水孔6上端设有封隔器7，所述高压管1分别与储能器3和压力传感器2相连，所述储能器3与高压油泵4相连，所述储能器3与高压油泵4相连处设有流量计8，所述压力传感器2与数据采集仪5相连。
所述高压管1两侧分别设有巷道顶板9。
本发明的工作原理：首先，在打好的钻孔中先用高刚度注水管将橡胶封隔器7送至适宜的钻孔位置，然后通过高压油泵4和储能器3注入高压水，将封隔器7涨起，将封隔器7之间的岩孔封闭，对封隔器7之间的岩孔进行高压注水，直至将围岩压裂，关闭高压油泵4使裂纹闭合；用数据采集仪5可以得到在此过程中压力和时间的曲线图，通过对曲线图中关键点的分析和计算可得到最大水平主应力和最小水平主应力大小，压裂方向即为最大水平主应力方向。
为了得到水压裂缝的形态及方位，在压裂后需进行印模，其方法是把带有定向罗盘的印模胶筒放在已压裂的孔段，然后给印模器注水加压，压力的大小和加压时间一般根据压裂参数设定，在印模器的外层涂有半硫化橡胶，当印模器注水膨胀，压力达到达到一定数值后，其外层橡胶就挤入压裂缝隙中，并在卸压后把印痕留在胶筒上，这样就得到了压裂裂缝，再根据印模装置中的定位罗盘测量出胶筒基线方位，确定出破裂的方位。
通过以上对水压致裂法地应力测试原理及过程的介绍，测试段位置的选择是测试过程中最基础且最重要的环节，测试端选择的合理与否直接影响到测试的准确度和成功率。
本发明一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统，全景钻孔窥视仪使用便捷、测试结果清晰，非常适合煤矿井下夹层、裂隙、离层和岩脉的发现，可取得岩芯的破碎地层围岩结构观测，其测试结果可分为钻孔平面展开图以及圆柱图，两者结合使用可对岩层结构有更为直观的认识。
将全景钻孔窥视仪应用于地应力测试中，可以获得测站处顶板岩层的分布状况，节理、裂隙、离层等的准确位置。

Claims (2)

1.一种全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统，包括高压管、压力传感器、储能器、高压油泵和数据采集仪，其特征在于：所述高压管一端设有注水孔，所述注水孔上端设有封隔器，所述高压管分别与储能器和压力传感器相连，所述储能器与高压油泵相连，所述储能器与高压油泵相连处设有流量计，所述压力传感器与数据采集仪相连。
2.根据权利要求1所述的全景钻孔窥视仪的水压致裂法地应力测试系统，其特征在于：所述高压管两侧分别设有巷道顶板。
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