一种水压致裂地应力测试印模器泄水组件制造技术

技术编号:40272369 阅读:12 留言:0更新日期:2024-02-02 22:58
本技术提供一种水压致裂地应力测试印模器泄水组件,包括提拉杆、上套筒、大压缩弹簧、活塞芯轴、中间连接件和下部连接件;所述大压缩弹簧处于自然伸展状态时,所述提拉杆推动所述活塞芯轴向下移动到保压过水状态;所述大压缩弹簧处于抑制状态时,所述提拉杆带动所述活塞芯轴向上移动到卸压泄水状态。印模器在完成印模测试后,将上方钻杆内的水通过水平泄水孔泄出,将组件下方印模器内的水压力通过组件的排气卸压孔卸掉,可以使印模器通过自身的收缩力完全恢复至正常直径尺寸状态,避免了印模器卸压不彻底、与钻孔壁多次接触反复摩擦,导致的印模不清晰、效果差的情况出现,并减少了设备发生卡钻等事故的风险。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于水电、水利、交通、矿山等工程地质现场原位测量,具体涉及一种水压致裂地应力测试印模器泄水组件


技术介绍

1、水压致裂法地应力测试是在钻孔内用高压管路通过止水组件一般是一对橡胶栓塞,打压使栓塞膨胀,隔离需要进行测试的钻孔岩体,然后向隔离的测试岩体内注入高压水流,压裂测段岩体,记录测试过程中的压力变化,根据关键压力节点,可以计算出地应力数值大小;其方向与压裂的测段岩体裂缝方向一致,可以通过印模器将测段岩体裂缝方向拓印在印模器上并根据拓印时电子罗盘测量的方向,得到地应力的方向。

2、传统的印模器定向测试工作,一般是完成拓印后,在地面将压力卸掉,等印模器通过自身的收缩力,恢复至正常尺寸,再从钻孔提出到地表;当遇到钻孔内水位较深或者无水时候,与印模器连接的钻杆内的水无法泄出会产生一个水柱压力,导致印模器无法恢复至正常尺寸,提升时候处于膨胀状态,不断与钻孔壁摩擦,导致印模测试效果差或者失败。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷,本技术提一种水压致裂地应力测试印模器泄水组件,可有效解决上述问题。

2、本技术采用的技术方案如下:

3、本技术提供一种水压致裂地应力测试印模器泄水组件,包括提拉杆(110)、上套筒(120)、大压缩弹簧(130)、活塞芯轴(140)、中间连接件(150)和下部连接件(160);

4、所述上套筒(120)、所述中间连接件(150)和所述下部连接件(160)自上向下装配固定,所述上套筒(120)、所述中间连接件(150)和所述下部连接件(160)具有贯通的腔体结构;所述腔体结构内设置所述活塞芯轴(140);所述提拉杆(110)的顶部位于所述上套筒(120)的上方,并用于与钻杆(200)连接固定;所述提拉杆(110)的底部穿过所述上套筒(120)的上套筒顶孔(121),而延伸到所述上套筒(120)的内部,并与所述活塞芯轴(140)的顶部连接固定;所述提拉杆(110)上下运动时,带动所述活塞芯轴(140)同步运动;

5、所述提拉杆(110)的左右两侧各设置有单向阻挡阀;所述提拉杆(110)的中部具有中部环形限位台阶(113),所述中部环形限位台阶(113)位于所述上套筒(120)的腔体内,对所述提拉杆(110)上移位置进行限位;所述提拉杆(110)的底端具有底部环形支撑台阶(114),所述底部环形支撑台阶(114)与所述上套筒(120)的腔体密封滑动连接;在所述底部环形支撑台阶(114)的上方,且在所述上套筒(120)的腔体内设置所述大压缩弹簧(130);

6、所述大压缩弹簧(130)处于自然伸展状态时,所述提拉杆(110)推动所述活塞芯轴(140)向下移动到保压过水状态;所述大压缩弹簧(130)处于抑制状态时,所述提拉杆(110)带动所述活塞芯轴(140)向上移动到卸压泄水状态。

7、优选的,所述上套筒(120)的侧壁开设水平泄水孔(122);所述提拉杆(110)的中心开设轴向孔(111);所述轴向孔(111)与所述钻杆(200)的中心孔连通;

8、所述活塞芯轴(140)的中心具有与所述轴向孔(111)连通的轴向过水孔(141),所述活塞芯轴(140)的中部设置与所述轴向过水孔(141)连通的径向过水孔(142);所述活塞芯轴(140)的底部设置卸压小孔(143);

9、所述中间连接件(150)的下方开设中间过水腔(152);所述下部连接件(160)开设轴向过水通道(161)和排气卸压孔(162);所述下部连接件(160)用于与印模器(300)连接,并且,所述轴向过水通道(161)与所述印模器(300)的内腔连通;

10、保压过水状态时,所述提拉杆(110)的轴向孔(111)、所述活塞芯轴(140)的轴向过水孔(141)、所述活塞芯轴(140)的径向过水孔(142)、所述中间连接件(150)的中间过水腔(152)、所述下部连接件(160)的轴向过水通道(161)到所述印模器(300)的内腔,形成过水通路;并且,所述卸压小孔(143)与所述轴向过水通道(161)不连通,所述印模器(300)维持高压状态;

11、卸压泄水状态时,所述提拉杆(110)的轴向孔(111)、所述活塞芯轴(140)的轴向过水孔(141)、所述活塞芯轴(140)的径向过水孔(142)和所述上套筒(120)的水平泄水孔(122)连通,形成所述钻杆(200)的泄水通路;

12、所述下部连接件(160)的轴向过水通道(161)、所述活塞芯轴(140)的卸压小孔(143)和所述下部连接件(160)的排气卸压孔(162)连通,形成所述印模器(300)的泄水泄压通道。

13、优选的,所述提拉杆(110)的左右两侧各设置有单向阻挡阀;当所述提拉杆(110)向上移动到位时,所述单向阻挡阀打开并卡于所述上套筒(120)的顶部,对所述提拉杆(110)的位置进行限定。

14、优选的,所述单向阻挡阀包括:单向阀槽、单向阻挡板、转轴和水平小弹簧;所述单向阻挡板的中部,通过所述转轴可转动的安装于所述单向阀槽内;所述单向阀槽的底部设置所述水平小弹簧,所述水平小弹簧的外部与所述单向阻挡板的底部连接;在打开状态时,在所述水平小弹簧的作用下,使所述单向阻挡板转至倾斜状态,并且,所述单向阻挡板的底端转到所述单向阀槽的外部。

15、优选的,所述单向阻挡阀的外径在水平小弹簧压缩时,与所述提拉杆(110)上部外径一致,小于上套筒顶孔(121)内径1mm;在水平小弹簧伸展时,所述单向阻挡阀的底部外径大于上套筒顶孔(121)内径3mm,小于大压缩弹簧(130)内径12mm。

16、优选的,所述中间连接件(150)的顶部通过密封圈槽(151)与所述活塞芯轴(140)密封滑动连接;所述密封圈槽(151)为两个,各安装第一道密封圈(171)和第二道密封圈(172);

17、所述下部连接件(160)的顶部安装第三道密封圈(173)和第四道密封圈(174)。

18、本技术提供的一种水压致裂地应力测试印模器泄水组件具有以下优点:

19、1、印模器在完成印模测试后,将上方钻杆内的水通过水平泄水孔泄出,并与上套筒、提拉杆底部环形支撑台阶配合,将大压缩弹簧一直处于抑制状态,在这种条件下,钻杆内的水将完全通过水平泄水孔泄出,不会随着钻杆的提升产生水位差,再次压缩印模器;2、将组件下方印模器内的水压力通过组件的排气卸压孔卸掉,可以使印模器通过自身的收缩力完全恢复至正常直径尺寸状态,避免了印模器卸压不彻底、与钻孔壁多次接触反复摩擦,导致的印模不清晰、效果差的情况出现,并减少了设备发生卡钻等事故的风险。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水压致裂地应力测试印模器泄水组件,其特征在于,包括提拉杆(110)、上套筒(120)、大压缩弹簧(130)、活塞芯轴(140)、中间连接件(150)和下部连接件(160);

2.根据权利要求1所述的水压致裂地应力测试印模器泄水组件,其特征在于,所述上套筒(120)的侧壁开设水平泄水孔(122);所述提拉杆(110)的中心开设轴向孔(111);所述轴向孔(111)与所述钻杆(200)的中心孔连通;

3.根据权利要求2所述的水压致裂地应力测试印模器泄水组件,其特征在于,所述提拉杆(110)的左右两侧各设置有单向阻挡阀;当所述提拉杆(110)向上移动到位时,所述单向阻挡阀打开并卡于所述上套筒(120)的顶部,对所述提拉杆(110)的位置进行限定。

4.根据权利要求3所述的水压致裂地应力测试印模器泄水组件,其特征在于,所述单向阻挡阀包括:单向阀槽、单向阻挡板、转轴和水平小弹簧;所述单向阻挡板的中部,通过所述转轴可转动的安装于所述单向阀槽内;所述单向阀槽的底部设置所述水平小弹簧,所述水平小弹簧的外部与所述单向阻挡板的底部连接;在打开状态时,在所述水平小弹簧的作用下,使所述单向阻挡板转至倾斜状态,并且,所述单向阻挡板的底端转到所述单向阀槽的外部。

5.根据权利要求4所述的水压致裂地应力测试印模器泄水组件,其特征在于,所述单向阻挡阀的外径在水平小弹簧压缩时,与所述提拉杆(110)上部外径一致,小于上套筒顶孔(121)内径1mm;在水平小弹簧伸展时,所述单向阻挡阀的底部外径大于上套筒顶孔(121)内径3mm,小于大压缩弹簧(130)内径12mm。

6.根据权利要求2所述的水压致裂地应力测试印模器泄水组件,其特征在于,所述中间连接件(150)的顶部通过密封圈槽(151)与所述活塞芯轴(140)密封滑动连接;所述密封圈槽(151)为两个,各安装第一道密封圈(171)和第二道密封圈(172);

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【技术特征摘要】

1.一种水压致裂地应力测试印模器泄水组件,其特征在于,包括提拉杆(110)、上套筒(120)、大压缩弹簧(130)、活塞芯轴(140)、中间连接件(150)和下部连接件(160);

2.根据权利要求1所述的水压致裂地应力测试印模器泄水组件,其特征在于,所述上套筒(120)的侧壁开设水平泄水孔(122);所述提拉杆(110)的中心开设轴向孔(111);所述轴向孔(111)与所述钻杆(200)的中心孔连通;

3.根据权利要求2所述的水压致裂地应力测试印模器泄水组件,其特征在于,所述提拉杆(110)的左右两侧各设置有单向阻挡阀;当所述提拉杆(110)向上移动到位时,所述单向阻挡阀打开并卡于所述上套筒(120)的顶部,对所述提拉杆(110)的位置进行限定。

4.根据权利要求3所述的水压致裂地应力测试印模器泄水组件,其特征在于,所述单向阻挡阀包括:单向阀槽、单向阻挡板、转轴和水平小弹簧;所述单向阻...

【专利技术属性】
技术研发人员:白金朋李院忠王世斌董延安李红利赵晓阳甘俊王铭浩段盛奇王瑞璞
申请(专利权)人:中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司
类型:新型
国别省市:

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