CN109973087A - 一种可实时探测地层压力的装置 - Google Patents

一种可实时探测地层压力的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109973087A
CN109973087A CN201910401082.3A CN201910401082A CN109973087A CN 109973087 A CN109973087 A CN 109973087A CN 201910401082 A CN201910401082 A CN 201910401082A CN 109973087 A CN109973087 A CN 109973087A
Authority
CN
China
Prior art keywords
real
time detection
strata pressure
pressure device
drilling part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910401082.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109973087B (zh
Inventor
安庆
欧阳玉华
柳立生
崔海容
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuchang University of Technology
Original Assignee
Wuchang University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuchang University of Technology filed Critical Wuchang University of Technology
Priority to CN201910401082.3A priority Critical patent/CN109973087B/zh
Publication of CN109973087A publication Critical patent/CN109973087A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109973087B publication Critical patent/CN109973087B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/003—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by analysing drilling variables or conditions

Abstract

本发明提供一种可实时探测地层压力的装置，涉及地理信息技术领域，包括钻进部、与钻进部连接的探测部以及用于支撑钻进部的支撑部，钻进部包括保护壁以及与支撑部连接的连接块，探测部至少有一部分位于钻进部内，探测部包括壳体以及设置于壳体内的环形盘，环形盘侧壁设置有第一弹性膜，连接块内设置有空气腔，环形盘上设置有与空气腔连接的连接通道，空气腔与连接通道的连接处设置有第二弹性膜，支撑部中设置有支撑腔，支撑腔内设置有与空气腔连接的运动活塞。本发明一种可实时探测地层压力的钻头无需采出分析，节省时间，参数获取方便，干扰因素小，而且可以精确有效获取地层流体的压力数据并进行分析。

Description

一种可实时探测地层压力的装置
技术领域
本发明涉及地理信息技术领域，
尤其是，本发明涉及一种可实时探测地层压力的装置。
背景技术
在进行公路和铁路的路基铺设、岩质边坡稳定性分析、地下洞室围岩稳定性分析、隧道及隧洞的衬砌支护计算，以及岩体开挖和灌浆加固等过程中，能否快速准确地探测到岩体断层、节理和裂隙等几何信息，预判岩爆和突水等不良地质现象的可能发生位置，获得它们对工程安全施工的影响，据此提出处理加固方案以保障工程安全的关键问题，是能否快速准确地获得岩石力学参数。
地层中的岩体力学参数的测定方法通常采用室内岩块试样试验和现场大型原位测试。室内岩块试样试验具有易于获得试验结果的优点，但是不利的扰动因素致使与现场岩体的实际情况存在差异；对于现场原位测试技术来说扰动较少，更接近岩体现场实际情况，但是工程量浩大，而且受到多种因素的限制和制约。通常岩土工程中采用先钻探取样，将所取试样运回实验室进行尺寸加工，而后在实验机上进行试验测定，获得试样的基本物理力学参数，这种方法所需的时间较长，在整个过程中也很难避免试样扰动和人为干扰等情况的发生，使得岩体的力学行为与室内试样试验中体现的力学行为存在着差异。
所以，如何设计一种可以准确有效获取地层岩性或者地层压力信息并进行分析的装置，成为我们当前急需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需采出分析，节省时间，参数获取方便，干扰因素小，而且可以精确有效获取地层流体的压力数据并进行分析的可实时探测地层压力的装置。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：
一种可实时探测地层压力的装置，包括钻进部、与所述钻进部连接的探测部以及用于支撑所述钻进部的支撑部，所述钻进部包括保护壁以及与所述支撑部连接的连接块，所述探测部至少有一部分位于所述钻进部内，所述探测部包括壳体以及设置于所述壳体内的环形盘，所述环形盘侧壁设置有第一弹性膜，所述连接块内设置有空气腔，所述环形盘上设置有与所述空气腔连接的连接通道，所述空气腔与所述连接通道的连接处设置有第二弹性膜，所述支撑部中设置有支撑腔，所述支撑腔内设置有与所述空气腔连接的运动活塞。
作为本发明的优选，所述第一弹性膜为防水透气膜，所述第二弹性膜为不透气膜。
作为本发明的优选，所述支撑部远离钻进部的端部设置有空气感应器。
作为本发明的优选，所述保护壁上设置有与所述环形盘连接的通孔。
作为本发明的优选，所述通孔的数量至少为一个。
作为本发明的优选，所述环形盘的数量至少为一个。
作为本发明的优选，所述保护壁远离所述支撑部的一侧设置有锥排。
作为本发明的优选，所述锥排上设置有钻进齿。
作为本发明的优选，所述壳体上设置有用于方便为所述壳体内进行充水的充水口。
作为本发明的优选，所述充水口的数量至少为一个。
作为本发明的优选，所述壳体至少有一部分为弧形。
本发明一种可实时探测地层压力的装置有益效果在于：无需采出分析，节省时间，参数获取方便，干扰因素小，而且可以精确有效获取地层流体的压力数据并进行分析。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图；
图中：1、钻进部，11、保护壁，111、通孔，12、连接块，13、空气腔，131、第二弹性膜，14、锥排，141、钻进齿，2、探测部，21、壳体，211、充水口，22、环形盘，221、第一弹性膜，222、连接通道，3、支撑部，31、支撑腔，32、运动活塞。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
在进行公路和铁路的路基铺设、岩质边坡稳定性分析、地下洞室围岩稳定性分析、隧道及隧洞的衬砌支护计算，以及岩体开挖和灌浆加固等过程中，能否快速准确地探测到岩体断层、节理和裂隙等几何信息，预判岩爆和突水等不良地质现象的可能发生位置，获得它们对工程安全施工的影响，据此提出处理加固方案以保障工程安全的关键问题，是能否快速准确地获得岩石力学参数。
实施例一：如图1所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，一种可实时探测地层压力的装置，包括钻进部1、与所述钻进部1连接的探测部2以及用于支撑所述钻进部1的支撑部3，所述钻进部1包括保护壁11以及与所述支撑部3连接的连接块12，所述探测部2至少有一部分位于所述钻进部1内，所述探测部2包括壳体21以及设置于所述壳体21内的环形盘22，所述环形盘22侧壁设置有第一弹性膜221，所述连接块12内设置有空气腔13，所述环形盘22上设置有与所述空气腔13连接的连接通道222，所述空气腔13与所述连接通道222的连接处设置有第二弹性膜131，所述支撑部3中设置有支撑腔31，所述支撑腔31内设置有与所述空气腔13连接的运动活塞32。
在本发明中，支撑部3实际是钻杆，钻进部1为钻头，支撑部3带动钻进部1进行地层下钻，钻进部1内设置的探测部2对地层压力进行探测探测部2。
探测部2包括壳体21以及设置于所述壳体21内的环形盘22，当钻进部1钻进到一定地层时，地层中的流体接触环形盘22，且挤压所述第一弹性膜221，此过程中，第一弹性膜221为防水透气膜，第一弹性膜221将地层中的固体和液体全部阻拦，仅供空气通过第一弹性膜221进入环形盘22内。
然后环形盘22内的空气压力变大至与地层压力平衡，环形盘22内的空气通过连接通道222与所述空气腔13连接，并对设置于所述空气腔13与所述连接通道222的连接处的第二弹性膜131进行挤压，在这里所述第二弹性膜131为不透气膜，造成第二弹性膜131弯曲，空气腔13内空气流动至支撑腔31，推动支撑腔31内的运动活塞32。
最后，所述支撑部3远离钻进部1的端部设置有空气感应器。空气感应器感应运动活塞32运动造成的空气流动，从而计算获取地层内的压力。
为了方便探测部2与地层流体接触，所述保护壁11上设置有与所述环形盘22连接的通孔111。
本发明一种可实时探测地层压力的装置不仅结构简单，无需采出分析，节省时间，参数获取方便，干扰因素小，而且可以精确有效获取地层流体的压力数据并进行分析。
实施例二，仍如图1所示，仅为本发明的其中一个实施例，为了使得本发明一种可实时探测地层压力的装置的探测效果更好，稳定程度更高，本发明中还具有以下设计：
首先，所述通孔111的数量至少为一个。实际上，多个通孔111环绕所述环形盘22设置。这样环形盘22上受到的外界地层压力更加均匀。
当然，所述环形盘22的数量至少为一个。可以多个环形盘22同时进行受压探测，若是多个环形盘22单独设置有一个连接通道222，那么探测结果为多个探测值的均值；而若是多个环形盘22同时连接至同一连接通道222，那么探测结果为探测值除以环形盘22的数量。
然后，所述保护壁11远离所述支撑部3的一侧设置有锥排14。而且，所述锥排14上设置有钻进齿141。在钻进部1钻进过程中，有效的破开的岩屑以及木屑，且将碎屑进行向两侧排出，这样钻进效率更高。
还有，所述壳体21上设置有用于方便为所述壳体21内进行充水的充水口211。在壳体21内充水保持壳体21内的压力和外侧的压力相同，避免地层压力过大导致壳体21变形。
并且，所述充水口211的数量至少为一个。方便快速充水。
最后，所述壳体21至少有一部分为弧形。壳体21为圆柱形，且环形盘21也为圆柱形，方便壳体21内的环形盘21在与外界压力想通时，侧壁为弧形，更加便于探测，探测的准确度更高。
本发明一种可实时探测地层压力的装置结构简单，无需采出分析，节省时间，参数获取方便，干扰因素小，而且可以精确有效获取地层流体的压力数据并进行分析。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可实时探测地层压力的装置，其特征在于：包括钻进部(1)、与所述钻进部(1)连接的探测部(2)以及用于支撑所述钻进部(1)的支撑部(3)，所述钻进部(1)包括保护壁(11)以及与所述支撑部(3)连接的连接块(12)，所述探测部(2)至少有一部分位于所述钻进部(1)内，所述探测部(2)包括壳体(21)以及设置于所述壳体(21)内的环形盘(22)，所述环形盘(22)侧壁设置有第一弹性膜(221)，所述连接块(12)内设置有空气腔(13)，所述环形盘(22)上设置有与所述空气腔(13)连接的连接通道(222)，所述空气腔(13)与所述连接通道(222)的连接处设置有第二弹性膜(131)，所述支撑部(3)中设置有支撑腔(31)，所述支撑腔(31)内设置有与所述空气腔(13)连接的运动活塞(32)。
2.根据权利要求1所述的一种可实时探测地层压力的装置，其特征在于：所述支撑部(3)远离钻进部(1)的端部设置有空气感应器。
3.根据权利要求1所述的一种可实时探测地层压力的装置，其特征在于：所述保护壁(11)上设置有与所述环形盘(22)连接的通孔(111)。
4.根据权利要求3所述的一种可实时探测地层压力的装置，其特征在于：所述通孔(111)的数量至少为一个。
5.根据权利要求1所述的一种可实时探测地层压力的装置，其特征在于：所述环形盘(22)的数量至少为一个。
6.根据权利要求1所述的一种可实时探测地层压力的装置，其特征在于：所述保护壁(11)远离所述支撑部(3)的一侧设置有锥排(14)。
7.根据权利要求6所述的一种可实时探测地层压力的装置，其特征在于：所述锥排(14)上设置有钻进齿(141)。
8.根据权利要求1所述的一种可实时探测地层压力的装置，其特征在于：所述壳体(21)上设置有用于方便为所述壳体(21)内充水的充水口(211)。
9.根据权利要求8所述的一种可实时探测地层压力的装置，其特征在于：所述充水口(211)的数量至少为一个。
10.根据权利要求1所述的一种可实时探测地层压力的装置，其特征在于：所述壳体(21)至少有一部分为弧形。
CN201910401082.3A 2019-05-15 2019-05-15 一种可实时探测地层压力的装置 Active CN109973087B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910401082.3A CN109973087B (zh) 2019-05-15 2019-05-15 一种可实时探测地层压力的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910401082.3A CN109973087B (zh) 2019-05-15 2019-05-15 一种可实时探测地层压力的装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109973087A true CN109973087A (zh) 2019-07-05
CN109973087B CN109973087B (zh) 2022-08-16

Family

ID=67073543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910401082.3A Active CN109973087B (zh) 2019-05-15 2019-05-15 一种可实时探测地层压力的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109973087B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0004604D0 (en) * 2000-02-26 2000-04-19 Schlumberger Holdings Hydrogen sulphide detection method and apparatus
US6164126A (en) * 1998-10-15 2000-12-26 Schlumberger Technology Corporation Earth formation pressure measurement with penetrating probe
WO2001081722A1 (en) * 2000-04-24 2001-11-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. A method for treating a hydrocarbon-containing formation
US6467387B1 (en) * 2000-08-25 2002-10-22 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for propelling a data sensing apparatus into a subsurface formation
US20030155153A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-21 Peter Masak Pressure reading tool
US20120312530A1 (en) * 2001-04-11 2012-12-13 Pope John M In-Situ Detection and Analysis of Methane in Coal Bed Methane Formations with Spectrometers
CN106587390A (zh) * 2016-12-12 2017-04-26 中国石油天然气集团公司 一种生物型抗钙、钡锶注水阻垢剂
CN206960962U (zh) * 2017-08-02 2018-02-02 武昌理工学院 一种轮式送餐机器人

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6164126A (en) * 1998-10-15 2000-12-26 Schlumberger Technology Corporation Earth formation pressure measurement with penetrating probe
GB0004604D0 (en) * 2000-02-26 2000-04-19 Schlumberger Holdings Hydrogen sulphide detection method and apparatus
WO2001063094A1 (en) * 2000-02-26 2001-08-30 Schlumberger Technology Bv Hydrogen sulphide detection method and apparatus
WO2001081722A1 (en) * 2000-04-24 2001-11-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. A method for treating a hydrocarbon-containing formation
US6467387B1 (en) * 2000-08-25 2002-10-22 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for propelling a data sensing apparatus into a subsurface formation
US20120312530A1 (en) * 2001-04-11 2012-12-13 Pope John M In-Situ Detection and Analysis of Methane in Coal Bed Methane Formations with Spectrometers
US20030155153A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-21 Peter Masak Pressure reading tool
CN106587390A (zh) * 2016-12-12 2017-04-26 中国石油天然气集团公司 一种生物型抗钙、钡锶注水阻垢剂
CN206960962U (zh) * 2017-08-02 2018-02-02 武昌理工学院 一种轮式送餐机器人

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DEXIN LIU: "Enhanced oil recovery from fractured carbonate reservoir using membrane technology", 《JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING》, 20 August 2015 (2015-08-20), pages 10 - 15, XP029308814, DOI: 10.1016/j.petrol.2015.08.008 *
JUN LI: "Mechanism for amorphization of boron carbide under complex stress conditions", 《MATERIALS RESEARCH EXPRESS》, 16 May 2018 (2018-05-16), pages 1 - 8 *
安庆等: "新疆库拜煤田煤储层特征及开采技术建议", 《新疆地质》, no. 02, 14 July 2016 (2016-07-14), pages 286 - 290 *
张金成等: "超深井钻井技术研究及工业化应用", 《探矿工程(岩土钻掘工程)》, no. 01, 25 January 2015 (2015-01-25), pages 3 - 11 *
谢辉等: "石油天然气钻探过程中硫化氢的监测", 《工业安全与环保》, no. 06, 30 June 2005 (2005-06-30), pages 32 - 34 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109973087B (zh) 2022-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106869964B (zh) 一种风化泥质破碎巷道注浆参数自动监测系统及注浆效果检测方法
CN105716960B (zh) 复杂地下水环境下的基坑开挖模型试验装置
CN105545325B (zh) 类矩形盾构同步注浆可视化模拟试验系统及方法
CN105758561A (zh) 基于可视化均布水压致裂地应力测量装置及方法
NO174638B (no) Fremgangsmaate for aa bestemme horisontal og/eller vertikal permeabilitet for en undergrunnsformasjon
CN105333904B (zh) 煤岩上行钻孔瓦斯参数的测定方法
CN106157181B (zh) 一种基于随钻参数对土质围岩快速实时分级的方法
CN105318824B (zh) 一种基于分布式电阻应变片测量围岩松动圈的方法
CN110514806B (zh) 一种相似模拟试验装置及方法
CN109374409A (zh) 一种现场快速测量地应力的方法
CN109781773A (zh) 一种分层伸缩式检测土的冻胀装置及其检测方法
CN110348736B (zh) 一种地下水封洞库施工巷道集中渗漏段识别方法
CN108571313A (zh) 一种井下套管形变模拟装置及方法
CN104005747B (zh) 一种围压水力压裂实验装置及其使用方法
CN104330835A (zh) 含瓦斯煤复合动力灾害工作面预测实验室测试系统
AU2015208554A1 (en) Rock acoustic wave detection transducer
CN109738523A (zh) 一种岩土工程围岩裂隙探测方法
CN203822282U (zh) 一种围压水力压裂实验装置
CN109239779B (zh) 一种隧道围岩松动圈的测试方法及围岩损伤的分级方法
CN103061320A (zh) 基于孔压静力触探确定土体渗透系数的方法
CN111912867B (zh) 一种基于电磁波时域反射的灌浆金属套筒密实度检测装置及方法
Aubeny et al. Effects of disturbance on undrained strengths interpreted from pressuremeter tests
CN105333905B (zh) 煤岩上行钻孔瓦斯参数的测定系统
CN208473837U (zh) 一种井下套管形变模拟装置
CN109973087A (zh) 一种可实时探测地层压力的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant