发射法则定地应力原理

发射法则定地应力原理
以上已经简单地介绍了声发射凯塞尔效应法测定地应力的原理。

但实际上取自地下的天然岩心在室内进行重新加载时，其应力——声发射信号曲线上的凯塞尔点有时很难分辨。

通过实验发现，岩石除具有凯塞尔效应外，当对试样进行第二次加载时，在第一次加载试验的凯塞尔点处，仍将有一个孤立而又显著的声发射信号突变，这种现象称为声发射抹录不尽现象。

通常，声发射抹录不尽现象比ABC电子凯塞尔效应更为明显，也更便于分辨。

图2—3所示为大理岩试样的三次加裁曲线(取样深度为700m)。

第一次dn载至11．oMPa，在8．2MP3处岩石的声发射信号明显加大，这即是岩石的声发射凯塞尔效应点，这说明岩石在地下所受的地应力约为8．2MPa。

在第二次加载的声发射一载荷曲线中声发射信号有两个突变点：一“个在7．5MPa载荷处，为抹录不尽点；另一个在115MPa处，为对应于第一次所加最大载荷的凯塞尔点。

在第三次加载曲线中，声发射信号亦有两个突变点：—个在113MPa(第一次所加最大载荷处)为抹录不尽点；另—“个为19．2MPa(第二次所加最大载荷处)为凯塞尔点。

而在第’次加载的凯塞尔点处，声发射抹录不尽现象消失。

一般凯塞尔点载荷要比岩石所受的最大应力略大，而抹录不尽点则略小，两者的误差在7％以内。

上述分析表明，地应力B可IC现货商通过岩心的声发射凯塞尔效应和抹录不尽5现象来测定。

如果在第—“次加载过程中，凯5塞尔点不明显，则可进行第二次加载l来寻找抹录不尽点。

通过对比亡述两次加载的声发射曲线，凯塞尔点能更准确地获得，从而测出岩心取出井底前在地厂所受最大应力即地应力值。

为了测定岩样在地下所受的三个主地应力(一个垂直方向，二个水平方向主地应力)，可通过对岩样在不同方向取心进行试验来得到。

一般要测得三个主地应力，则至少应在四个方向(一个垂直方向，三个各相隔45。

角的水平方向)取出四个小岩心，然后通过声发射法测得该四个岩心在地厂所受的正应力，并将其代人式)即可求得试样在地下所受的三个主应力。

实验步骤:
(1)将取自现场的岩心在室内里新取心。

每个样品组至少包括四个试样，其中一个取自垂直方向(平行井服轴线)，另三个取自水平面内互成45。

角的三个方向。

为了确保测试结果更为准确可靠，可在同一油田区块ABC电子同时取几组试样进行试验。

(2)将加工好的试样在室内进行重复加载试验，测出岩样受载过程中的声发射信号随载荷的变化曲线。

(3)在第二次加载声发射一载荷变化曲线中，找出声发射抹录不尽点，参照抹录不尽点载荷值，在第一次加裁声发射一载荷曲线中，确定出凯塞尔点。

取凯塞尔点和抹录不尽点载荷的平均值，作为岩心在地下所受的最大正应力。

(4)将测得的三个水平方向岩样的正应力值代人式(2—3)，即可求得岩样在井下所受的最大、最小水平主地应力。

上覆地层压力即为垂直方向岩样的凯塞尔点应力。

这里有一点需要说明，室内声发射凯塞尔效应法测得的地应力为有效地应力。

实验装置：
0CAN—ATl4ch声发射仪、声发射探头及载荷传感器等。

MTs电液伺服控制加载系统给岩石施加一个匀速增大的压缩载荷(加载速度可任意设定)，两个声发射探头(对称地用韶合剂固定在岩样的中部)用于探测岩样受载过程中产生的声发射信号，其感应频率为40一100kHz。

岩石所受的压缩应力用载荷传感器来测量。

声发射信号和载荷传感器的电信号，经过放大后被送到比XJ＼N—灯1毗声发射接贴片钽电容收仪(它是美国PAc公司生产的当今最先进的声发射接收仪)进行记录和处理。

最后声发射仪将绘出声发射信号数、声发射能量及其变化率随载荷的变化曲线。

此外，在数据处理过程中环境噪音会白动被过滤掉。

岩样是—个宣径为25M，长约40一6Dmm的圆柱体。

在样品端面与上下垫块间有一个直径为25mm，厚约1mm的铜片，其目的是用来减少端面摩擦和机械噪音，并保证岩样端向与垫块接触良好。

岩样可能受到的弯曲载荷通过保持岩样两端面平行和使用“和尚头”加截头来消除。

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