深钻孔水下三向应变计测量技术探究

3.5.2.1　应变计的结构

深钻孔水下三向应变计的测量设备包括地面与井下（钻孔内）两部分。地面部分主要有数字式应变仪，切换控制箱，岩心围压加载器，承重测量电缆及绞车、滑轮等；井下部分有三向应变计探头及安装器等。

在钻孔中粘贴三向应变计系由一管形安装器来完成，安装器的内部结构如图3-25（a）所示，它包括电子线路部分，定向罗盘和触发装置。安装器外径为70mm，长约1.7m。下端装置有三向应变计探头，如图3-25（b），为使应变计在水下与岩壁能够牢固粘贴，采用一种特殊的丙烯酸类水下粘结剂，同时在下井过程中为避免粘结剂与水接触发生不良反应，将应变计浸泡在一特制的胶罐中，当安装器到达预测位置时，其底部触针触发一灵巧装置，使中心圆锥在重力作用下下落，推掉胶罐并使应变计牢固地粘贴在测孔岩壁上。

图3-25　深钻孔水下三向应变计测量设备

（a）安装器内部结构示意图
1-三叉应变计 2-三叉托架 3-触针 4-接线室 5-电子转换室6-专用电缆 7-定向罗盘 8-触发系统 9-中心圆锥 10-胶罐
（b）玻璃钢三向应变计探头结构图1-内衬 2-玻璃钢三叉托架 3-定位孔 4-橡胶层 5-泡沫层 6-应变丛

3.5.2.2　测量程序

深钻孔水下三向应变计地应力测量设备装置示意图如图3-26，测量程序如图3-27。

图3-26　深钻孔水下三向应变计地应力测量设备装置示意图

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图3-27　深钻孔水下三向应变计具体测量程序

测量程序为：

（1）钻一直径为76mm的钻孔到需要测量的深度。

（2）在直径为76mm钻孔孔底同心钻取直径为36mm、深度为400～600mm的测孔。

（3）观察取出的小岩心，检查岩心的裂隙、节理和岩壁的起伏情况，判断测孔是否满足测量要求。若不满足测量要求重新钻进，若满足测量要求用试孔器试孔，检查测孔偏心和岩粉沉淀情况。

（4）调制粘结剂并注满胶罐，使应变计完全浸泡在粘结剂中，然后将安装器放入孔内。

（5）安装器到达预测位置后，触发装置工作，推掉胶罐，使应变计探头粘贴在测孔岩壁上。定向罗盘通电加热半小时使罗盘内油脂熔化，然后切断电源，指针因油脂凝固而固定。两个小时后粘结剂凝固，开始读取初始读数。

（6）提升安装器并切断测量导线，将应变计探头单独留在测孔内。

（7）用直径为76mm钻头套心钻进600mm，取得一内含应变计探头的空心岩心，此时岩心的应力已被解除。

（8）将岩心内的应变计探头上的导线再次顺序地与安装器上的导线连接起来，对已解除松弛后的岩心内的应变计进行测量，最终测得解除应变值。

（9）将内含应变计探头的岩心放入围压加载器中进行围压加载试验，以测得岩石的弹性常数，并检查本次测量的可靠性。