本实用新型专利技术公开了一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，绳索取芯钻杆底端安装有封隔器设置在钻孔内，由钻杆卡座将绳索取芯钻杆固定在钻孔口，所述绳索取芯钻杆底端螺纹联接变接头，上封隔器联接在变接头上；钻孔外的高压入口接入高压软管，高压软管穿入特制钻杆接头内设置的管卡和卡环，通过特制钻杆接头和卡具，使得高压软管在绳索取芯钻杆内部获得悬挂支撑，在底部，钻杆联接变接头，高压软管联接变接头后，细高压软管联接到封隔器，粗高压软管与封隔器中心杆联通并联通压裂段孔壁；高压软管在上端与地面高压泵连接，高压泵可分别向封隔器和封隔器内试验段加压，进行试验并获取试验数据。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置
本技术属于岩体力学试验
，涉及水压致裂法地应力测试技术，即通过绳索取芯钻杆进行水压致裂法地应力测试的技术，具体地说是涉及一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置。
技术介绍
地应力是引起隧道围岩和支护变形破坏的根本作用力，在进行大型深隧道工程建设前，为了保证工程安全，对地应力状态的研究是非常有必要的，特别是在高应力地区，隧道施工期间岩体开挖可引起一系列与地应力释放相关的变形与在破坏现象，地应力测试则是进行隧道岩爆及其他灾害预测预报的重要内容。水压致裂法是国际岩石力学学会颁布的测定岩石应力推荐的主要量测方法，水压致裂法是目前国际上能较好地直接进行深孔应力测量的先进方法，水压致裂法被广泛地应用于水利水电、交通、矿山等行业岩石工程以及地球动力学研究的各个领域。水压致裂法地应力测试原理是利用一对可膨胀的橡胶封隔器，在预定的测试深度封隔一段钻孔岩体，然后泵入液体对该段钻孔施压，直至岩石产生破裂，根据压裂过程曲线的压力特征值与压裂缝方向，确定地应力量值、方向及其沿深度的变化规律。传统水压致裂法地应力测试技术可分为单回路法和双回路法。其中，单回路法采用钻杆为压力通道，仅在底部进行压力通道切换，对钻孔孔壁岩石进行压裂，要求钻杆承受较高压力。双回路法采用二条管道，其一为高压软管，对密封钻孔岩石区间的封隔胶囊加压和监测；其二为钻杆，对钻孔区间岩石进行压裂，从而获得特征压力并确定岩体应力矢量，双回路法将高压软管固定在钻杆外，以上两种方法均需要把钻杆作为高压通道，需将钻杆全部接头螺纹密封，形成高压通道，不适用于薄壁的钻杆，否则，钻杆易产生压裂，且地应力设备和加压管道，易受压膨胀变形而滑脱。试验前需对钻杆接头进行拆卸与密封，且钻杆接头拆卸困难，费时费力。一般而言，钻机所用钻杆钻进，并以此钻杆进行试验，如需更换钻杆，需较大费用。目前，地应力测试深度大于500米的深钻孔，大多采用绳索取芯钻杆进行造孔，鉴于绳索取芯钻杆比较薄，用现有的水压致裂法地应力测试均需要把钻杆作为高压通道，地应力试验需要的高压力下，对绳索取芯钻杆施压易产生压裂，因钻孔较深，每根3米钻杆之间的接头为螺纹联接，钻杆的螺纹联接部位，因膨胀变形而易于滑脱，易造成钻杆与地应力试验设备丢失，这是深钻孔中一般不能直接测试地应力的最大难题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，通过特制钻杆接头和卡具，提供高压软管在绳索取芯钻杆内部悬挂支撑，并通过绳索取芯钻杆底端联接变接头，使绳索取芯钻杆内的两根高压软管分别连接到封隔器和封隔器间试验段，实现双回路法加压测试。本技术的另一个目的在于提供一种绳索取芯钻孔双回路水压致裂法地应力测试方法，绳索取芯钻杆底端安装有封隔器并设置在钻孔内，通过置入绳索取芯钻杆内部的两条高压软管与地面高压泵连接，高压泵分别向上下封隔器和封隔器间试验段加压，通过获取试验过程压力变化并存储、以及破裂缝的长度和方向记录并记录，从而获得试验结果O本技术解决其技术问题采用以下技术方案:一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，主要是在绳索取芯钻杆底端安装有封隔器并设置在钻孔内，试验时由钻杆卡座将绳索取芯钻杆固定在钻孔内，所述绳索取芯钻杆底端螺纹联接变接头，上封隔器联接在变接头上；所述绳索取芯钻杆之间用特制钻杆接头联接，特制钻杆接头内设置有卡环和管卡;钻孔外的高压入口分别接入细高压软管、粗高压软管，细高压软管、粗高压软管分别接有压力传感器3，所述细高压软管、粗高压软管分别穿入钻杆内设置的管卡，并放置在卡环上；所述钻杆内的细高压软管、粗高压软管通过变接头，细高压软管通过软管和联接至IJ封隔器，高压软管联通上封隔器中心杆和封隔器间压裂段。而且，所述封隔器封隔器中心杆两端分别与上封隔器和下封隔器螺纹联接，上封隔器和下封隔器分别为两个可膨胀的橡胶封隔器，坐封于钻孔孔壁上。而且，所述压力传感器接入数据采集仪，并接入接入计算机。所述细高压软管、粗高压软管上分别接有压力表。所述细高压软管之间、粗高压软管之间均采用螺纹连接。本技术与现有技术相比还具有以下的主要优点:1、本技术采用绳索取芯钻杆底端联接有封隔器并设置在钻孔内，绳索取芯钻杆底端螺纹联接变接头，封隔器联接在变接头上，绳索取芯钻杆只对地应力封隔器和高压软管管道起固定支撑作用，绳索取芯钻杆不承受高压力，避免绳索取芯钻杆壁较薄受压压裂滑脱风险，保证了钻具与试验设备在高压试验中的安全。2、本技术明通过绳索取芯钻杆内置双回路水压致裂法地应力测试装置，适合测量深度大的钻孔，两根绳索取芯钻杆之间有特制钻杆接头联接，两根高压软管分别被钻杆特制接头内的卡环管卡锁紧，通过特制钻杆接头和卡具，提供高压软管在绳索取芯钻杆内部的悬挂，绳索取芯钻杆由于不受压力，绳索取芯钻杆壁较薄受压膨胀变形而滑脱，避免造成钻杆与地应力试验设备丢失。3、本技术采用利用绳索取芯钻杆对孔壁的保护，可以实现穿越欠稳定软弱岩层钻孔的地应力试验，扩展了水压致裂法地应力测试的适用范围。4、本技术双回路水压致裂法地应力测试装置采用绳索取芯钻杆底端螺纹联接变接头，封隔器螺纹联接在变接头上，高压软管连接采用螺纹连接或快速接头，高压软管与变接头密封螺纹联接，节省了钻杆接头拆卸与密封时间，操作简单，测试周期短，可以缩短工时与试验工期近20-40%。5、本技术采用绳索取芯钻杆下部连接地应力设备，即绳索取芯钻杆底端安装有封隔器并设置在钻孔内，钻杆内的两高压软管下端与变接头螺纹联接，并分别联接到封隔器胶囊和封隔器间压裂段，两条高压软管上端与地面高压泵连接，高压泵可分别向封隔器和封隔器间试验段加压，从而使封隔器膨胀坐封于孔壁后，实现双回路法加压试验。6、本技术由于采用一个测点连续进行多次加压循环试验，在这个过程中通过压力传感器将高压软管压力信号反馈计算机系统并处理，可获得压裂参数从而计算地应力量值。解除孔口处高压软管压力，封隔器解封，继续联接钻杆和高压软管可继续进行下一选定孔深的地应力量值测试。通过连接印模器、钻杆和单根高压软管并放至孔内选定深度，通过印模器及其定向装置记录破裂缝的形态，可获得应力方向。【附图说明】图1本技术绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置结构示意图。计算机1、采集仪2、压力传感器3、压力表4、管卡5、卡环6、绳索取芯钻杆7、细高压软管8、粗高压软管9、变接头10、连接软管11、上封隔器12、压裂段连接软管13、下封隔器14、地应力钻孔15、吊篮16、钻机及卷扬17、蘑菇头18、钻杆卡座19、特制钻杆接头20、上封隔器中心杆21、高压入口 22、封隔器23。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。见图1，本专利技术绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，绳索取芯钻杆7底端螺纹联接变接头10，上封隔器12螺纹联接在变接头10上，绳索取芯钻杆7与特制钻杆接头20联接，特制钻杆接头20内设置有卡环6和管卡5，绳索取芯钻杆7底端安装有封隔器B并放置在钻孔15内，由钻杆卡座19和蘑菇头18将绳索取芯钻杆7固定在钻孔15 口。钻孔15外的液压泵从高压入口 22接入细高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，其特征在于：绳索取芯钻杆(7)底端安装有封隔器(23)并设置在钻孔(15)内，试验时由钻杆卡座(19)将绳索取芯钻杆(7)固定在钻孔(15)内，所述绳索取芯钻杆(7)底端螺纹联接变接头(10)，上封隔器(12)联接在变接头(10)上； 所述绳索取芯钻杆(7)之间用特制钻杆接头(20)联接，特制钻杆接头(20)内设置有卡环(6)和管卡(5)； 钻孔(15)外的高压入口(22)分别接入细高压软管(8)、粗高压软管(9)，细高压软管(8)、粗高压软管(9)分别接有压力传感器(3)，所述细高压软管(8)、粗高压软管(9)分别穿入钻杆(7)内设置的管卡(5)，并放置在卡环(6)上； 所述钻杆(7)内的细高压软管(8)、粗高压软管(9)通过变接头(10)，细高压软管(8)通过软管(11)和(13)联接到封隔器(23)，高压软管(9)联通上封隔器中心杆(21)和封隔器(23)间压裂段。
【技术特征摘要】
1.一种绳索取芯钻杆双回路水压致裂法地应力测试装置，其特征在于:绳索取芯钻杆(7)底端安装有封隔器(23)并设置在钻孔(15)内，试验时由钻杆卡座(19)将绳索取芯钻杆(7)固定在钻孔(15)内，所述绳索取芯钻杆(7)底端螺纹联接变接头(10)，上封隔器(12)联接在变接头(10)上； 所述绳索取芯钻杆(7)之间用特制钻杆接头(20)联接，特制钻杆接头(20)内设置有卡环(6)和管卡(5)；钻孔(15)外的高压入口(22)分别接入细高压软管(8)、粗高压软管(9)，细高压软管(8)、粗高压软管(9)分别接有压力传感器(3)，所述细高压软管(8)、粗高压软管(9)分别穿入钻杆(7)内设置的管卡(5)，并放置在卡环(6)上； 所述钻杆(7)内的细高压软管(8)、粗高压软管(9)通过变接头(10)，细高压软管(8)通过软管(11)和(13)联接到封隔器(23)，高...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹健民，邬爱清，李会中，韩晓玉，周云，刘元坤，王家祥，刘承新，黄志鹏，谭朝爽，肖本职，吴相超，陈长生，李汉桥，李永松，汪洋，艾凯，周春华，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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