本实用新型专利技术提供一种水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备及采集系统，所述井下数据采集设备(100)包括：上壳体(101)、下壳体(102)、压力采集传感器(103)和电路板(104)。优点为：(1)可直接采集压裂试验段的水压，因此，不需要对井下数据采集设备100采集到的水压值进行修正，既提高了地应力测量结果的精度，也减化了地应力计算过程的复杂度；(2)对现有水压致裂法地应力测量系统的改造小，不会额外占用压裂试验段的空间，具有结构简单、易安装使用以及工作寿命长的优点。
【技术实现步骤摘要】
水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备及采集系统
本技术属于地应力测量
，具体涉及一种水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备及采集系统。
技术介绍
采用水压致裂法测量地应力，具有以下优点:⑴无需知道岩体的力学参数，即可获得地层中多种地应力参量；(2)具有设备简单、操作方便、可在任意深度进行连续或重复测试、测量速度快、测值直观、测值代表性大等特点。因此，这一方法具有广阔的应用前景。 传统的水压致裂地应力测量系统的整体设备如图1所示，包括第一输水管路4、第二输水管路5、上封隔器1、下封隔器2、连接软管3、压裂管11、流量计9、水箱10、回水阀11、第一高压泵7和第二高压泵12 ;其中，图2为上封隔器、下封隔器和压裂管的安装示意图；所述连接软管3连接在上封隔器和下封隔器之间，并且，连接软管的两端分别与上封隔器和下封隔器的腔体连通，上封隔器的进水口与第二输水管路5连通，第二输水管路5通过第二高压泵12连接到水箱10 ;压裂管固定在上封隔器和下封隔器之间，在压裂管上设置若干个排水口，并且压裂管的进水口与第一输水管路4连通，第一输水管路4通过第一高压泵7连接到水箱10 ;其工作原理为:将成对设置的上下封隔器放置到井下需要测量的深度位置，通过压裂管的支撑作用，使上下封隔器之间形成一个空间；然后，由于上封隔器和下封隔器通过软管连通，因此，地面的第二高压泵12从水箱10抽水，并通过第二输水管路5同时向上下封隔器注水，使上下封隔器膨胀并与孔壁紧密接触，从而形成封隔空间，即压裂试验段6 ;然后，地面的高压泵7从水箱10抽水，并通过第一输水管路不断向压裂管注水，压裂管又通过排水孔不断向被封隔空间排水，使被封隔空间压力不断增大，在第一输水管路位于地面的部分安装压力传感器8，通过压力传感器记录地面被安装管路的输水压力值，该压力值通过换算可以得出被封隔空间压力值，因此，通过分析压力传感器采集到的压力值随时间的变化关系，得到压力记录曲线，通过对压力记录曲线进行分析，可得到特征压力参数，再根据相应的理论计算公式，就可得到测点处的最大和最小水平主应力的量值以及岩石的抗拉强度等岩石力学参数。 上述测量系统存在的主要问题为:压力传感器采集到的为地面管路的输水压力值，而由于管道参数、流量曲线和测点深度等参量的影响，使压力传感器采集到压力值会偏离井下岩壁裂缝处承载的水压，由此，简单的将压力传感器采集到压力值近似按井下岩壁裂缝处承载的水压处理，会降低地应力测量结果的精度。 为解决上述问题，可以对压力传感器采集到的压力值进行修正，然而，在实际操作中，管道参数和流量曲线的获得依赖于现场测试条件，部分参数需要依靠猜想或者经验值获得，因此，难以对压力传感器采集到的压力值进行精确修正，仍然会给最后的应力计算结果带来很大的误差。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供一种水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备及采集系统，可有效解决上述问题。 本技术采用的技术方案如下: 本技术提供一种水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备，所述井下数据采集设备(100)包括:上壳体(101)、下壳体(102)、压力采集传感器(103)和电路板 (104)； 其中，所述上壳体(101)和所述下壳体(102)的相交边缘处为密封连接；所述上壳体(101)具有第一腔体(106)，并且，所述上壳体(101)的壳壁开设有与所述第一腔体(106)连通的若干个排水孔(105)，注入到所述第一腔体(106)的高压水通过所述排水孔 (105)排放到压裂试验段中； 所述下壳体(102)具有密封的第二腔体(107)，所述压力采集传感器(103)和所述电路板(104)均固定在所述第二腔体(107)中； 此外，所述第一腔体(106)和所述第二腔体(107)之间设置有通孔，通过所述通孔，连通所述第一腔体(106)和所述第二腔体(107);所述压力采集传感器(103)的探头与所述通孔密封连接，并且，所述探头位于所述上壳体(101)的第一腔体(106)的底部，使所述探头直接采集注入到所述第一腔体(106)的水的压力值。 优选的，所述上壳体(101)和所述下壳体(102)通过螺纹连接方式密封连接。 优选的，所述通孔具有内螺纹；所述压力采集传感器(103)的探头设置有与所述内螺丝适配的外螺纹；所述压力采集传感器(103)的探头通过螺纹连接方式与所述通孔密封连接。 优选的，所述电路板(104)包括:输入接口、数据采集电路、数据存储器和供电电源；所述输入接口的一端与所述压力采集传感器(103)电连接，所述输入接口的另一端与所述数据采集电路的输入端连接，所述数据采集电路的输出端与所述数据存储器连接；所述供电电源分别与所述输入接口、所述数据采集电路、所述数据存储器和所述压力采集传感器(103)电连接。 优选的，所述数据采集电路包括串联连接的前置放大电路、低通滤波电路和高通滤波电路。 优选的，所述电路板还包括输出接口 ；所述输出接口与所述数据存储器连接。 优选的，所述输出接口为USB接口或RS232接口。 本技术还提供一种井下数据采集系统，包括上述的水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备，还包括上封隔器、下封隔器和压裂管；所述井下数据采集设备包括上壳体(101)和下壳体(102)； 所述压裂管的顶端与所述上封隔器的底面固定连接，所述压裂管的底端与所述上壳体(101)的顶端固定连接，所述下壳体(102)的底端与所述下封隔器的顶面固定连接。 本技术还提供一种井下数据采集系统，包括上述的水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备，还包括上封隔器和下封隔器；所述井下数据采集设备包括上壳体(101)和下壳体(102)； 所述上壳体(101)的顶端与所述上封隔器的底面固定连接，所述下壳体(102)的底端与所述下封隔器的顶面固定连接。 优选的，所述上壳体(101)的顶端与所述上封隔器的底面通过螺纹连接方式固定连接，所述下壳体(102)的底端与所述下封隔器的顶面通过螺纹连接方式固定连接。 本技术提供的水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备及采集系统具有以下优点: (I)可直接采集压裂试验段的水压，因此，不需要对井下数据采集设备100采集到的水压值进行修正，既提高了地应力测量结果的精度，也减化了地应力计算过程的复杂度； (2)对现有水压致裂法地应力测量系统的改造小，不会额外占用压裂试验段的空间，具有结构简单、易安装使用以及工作寿命长的优点。 【附图说明】 图1为传统的水压致裂法地应力测量系统的整体设备结构示意图； 图2为传统的水压致裂法地应力测量系统中上封隔器、下封隔器和压裂管的安装示意图； 图3为本技术提供的上封隔器、下封隔器、压裂管和井下数据采集设备的安装示意图； 图4为本技术提供的井下数据采集设备的分解状态示意图； 图5为本技术提供的井下数据采集设备的剖面图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本技术进行详细说明: 本技术提供一种水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备，可直接采集压裂试验段的水压，因此，不需要对井下数据采集设备100采集到的水压值进行修正，既提高了本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备，其特征在于，所述井下数据采集设备(100)包括：上壳体(101)、下壳体(102)、压力采集传感器(103)和电路板(104)；其中，所述上壳体(101)和所述下壳体(102)的相交边缘处为密封连接；所述上壳体(101)具有第一腔体(106)，并且，所述上壳体(101)的壳壁开设有与所述第一腔体(106)连通的若干个排水孔(105)，注入到所述第一腔体(106)的高压水通过所述排水孔(105)排放到压裂试验段中；所述下壳体(102)具有密封的第二腔体(107)，所述压力采集传感器(103)和所述电路板(104)均固定在所述第二腔体(107)中；此外，所述第一腔体(106)和所述第二腔体(107)之间设置有通孔，通过所述通孔，连通所述第一腔体(106)和所述第二腔体(107)；所述压力采集传感器(103)的探头与所述通孔密封连接，并且，所述探头位于所述上壳体(101)的第一腔体(106)的底部，使所述探头直接采集注入到所述第一腔体(106)的水的压力值。
【技术特征摘要】
1.一种水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备，其特征在于，所述井下数据采集设备(100)包括:上壳体(101)、下壳体(102)、压力采集传感器(103)和电路板(104); 其中，所述上壳体(101)和所述下壳体(102)的相交边缘处为密封连接；所述上壳体(101)具有第一腔体(106)，并且，所述上壳体(101)的壳壁开设有与所述第一腔体(106)连通的若干个排水孔(105)，注入到所述第一腔体(106)的高压水通过所述排水孔(105)排放到压裂试验段中； 所述下壳体(102)具有密封的第二腔体(107)，所述压力采集传感器(103)和所述电路板(104)均固定在所述第二腔体(107)中； 此外，所述第一腔体(106)和所述第二腔体(107)之间设置有通孔，通过所述通孔，连通所述第一腔体(106)和所述第二腔体(107);所述压力采集传感器(103)的探头与所述通孔密封连接，并且，所述探头位于所述上壳体(101)的第一腔体(106)的底部，使所述探头直接采集注入到所述第一腔体(106)的水的压力值。2.根据权利要求1所述的水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备，其特征在于，所述上壳体(101)和所述下壳体(102)通过螺纹连接方式密封连接。3.根据权利要求1所述的水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备，其特征在于，所述通孔具有内螺纹；所述压力采集传感器(103)的探头设置有与所述内螺丝适配的外螺纹；所述压力采集传感器(103)的探头通过螺纹连接方式与所述通孔密封连接。4.根据权利要求1所述的水压致裂法测量地应力的井下数据采集设备，其特征在于，所述电路板(104)包括:输入接口、数据采集电路、数据存储器和供电电源；所述输入接口的一端与所述压力采集传感器(...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭啟良，王显军，张志国，侯砚和，李兵，
申请(专利权)人：中国地震局地壳应力研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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