[實用新型]基于瞬變電磁法的井壁及壁后快速無損檢測系統

有效

• 申請號: 201520155568.0
• 申請日: 2015-03-18
• 公開（公告）號: CN204479764U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 唐潤秋;曹煜;潘樂荀;吳昭;郝志超;王宗濤;任川;褚洪河
• 申請（專利權）人: 安徽惠洲地質安全研究院股份有限公司
• 主分類號: G01V3/28
• 分類號: G01V3/28
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保;袁由茂

技術領域

本實用新型涉及井筒混凝土井壁及壁后檢測和地球物理無損檢測領域，特別涉及基于瞬變電磁法的井壁及壁后快速無損檢測系統。

背景技術

為改善我國淺部煤炭資源漸趨枯竭的現狀，很多地區正在進行深部煤炭開發。在深部煤炭新井開發建設時井筒往往需要穿過深厚含水松散層，目前通常采用凍結法進行新井建設。立井筒作為整個礦山的咽喉要道，其質量和穩定性好壞將直接關系到整個礦井的生產和安全。井壁作為礦山立井的重要維護結構，目前大多采用鋼筋混凝土或混凝土結構，因此井筒周圍可分為三帶即：井壁、壁后充填帶、壁后圍巖。然而，在井筒施工過程中，難免會出現由于混凝土澆筑不密實造成的空腔，或壁厚變化等結構缺陷，而且隨著地壓的增大、溫度的變化及地質條件越來越復雜等因素，井壁中常伴生一些裂縫，在各種豎向橫向應力等作用下，這些裂縫會持續發育甚至連通，導致井壁出現破裂，形成導水通道。在井筒開挖過程中，由于施工擾動，圍巖應力重新分布，致使井筒圍巖產生一定的松動范圍，內部裂隙發育。圍巖井壁間常采用水泥漿進行充填加固，若充填不密實，易造成空洞。松散層水，尤其是地下高承壓水，將沿圍巖松動圈，壁后空隙等通道進入井筒，給生產施工安全帶來威脅。因此亟需采用有效技術對井壁結構缺陷、破裂問題、壁后空洞等病害進行探查，以指導注漿充填加固，為井筒安全提供技術保障。

目前井筒質量檢測方法常用的有探地雷達和超聲波法，其中雷達法對井壁內部缺陷及壁后空洞檢測效果較好，但由于井筒內罐籠，井架及各種管道對電磁波產生干擾，對剖面的解釋工作帶來一定的影響，并且井筒是封閉型的，使得電磁波在井筒內產生多次反射，對雷達圖像也造成一定的影響(參考文獻：潘冬明等.探地雷達在井壁注漿及其效果檢測中的應用.2007，35（2）：25-26.)；超聲波法多用于井壁混凝土強度、均一性檢測，井壁淺層裂隙探查等，雖然其探測精度相對較高，但穿透深度有限，換能器需要通過介質與井壁耦合，對施工條件要求較高，不利于大規模開展。同時由于井筒檢測環境惡劣，常伴隨滴淋水，空氣潮濕，要求檢測設備具有較高的防水防潮性能；檢測人員需要利用承臺（吊盤或罐籠）進行施工，承臺上的繩索或支架有所阻礙，且具有一定危險性，要求儀器小巧便攜，連接使用方便，最好可以省去線纜采用無線方式；檢測工作量較大，需要采用更加智能化的儀器設備，以提高效率。

發明內容??

本實用新型的目的就是為了解決上述背景技術中存在的問題和傳統檢測方法存在的不足，基于瞬變電磁法，提出一種測量方法簡單、快速有效的井壁及壁后檢測方法。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：基于瞬變電磁法的井壁及壁后快速無損檢測系統，由手持機和瞬變電磁滑車構成；所述瞬變電磁滑車包括滾輪計數器、和設于滑車上的發射-接收機、撐桿、接收探頭和發射線圈；所述發射-接收機采用內部電池供電，經線纜與滾輪計數器連接，實現供電和通信；所述發射線圈采用單匝或多匝螺旋回繞形式，粘固于滑車平板上；所述接收探頭嵌入發射線圈中間，兩者組合成中心回線測量裝置，并均通過線纜連到發射接-收機相應端口；所述手持機與發射-接收機無線通信。

所述瞬變電磁滑車采用非金屬材料加工制作，長度小于50cm；所述發射線圈的長寬尺寸小于30cm；所述接收探頭為三分量接收探頭，其尺寸小于20cm。

所述撐桿為伸縮式、可拆卸結構。所述端口采用航空插頭/插座。

本實用新型測量方法下述：

（1）確定檢測區域，根據出現病害的區域或需要重點探查的區域而劃定，同時要分析病害原因或潛在病害，確保檢測具有側重點和針對性；

（2）明確檢測目的，根據檢測目的和井筒施工條件進行設計，采用沿井壁徑向或軸向布置測線；

（3）設計檢測布置方案，根據病害發育規模確定布置測點間距，尺寸越小，測點間距相應調小，尺寸越大，測點間距相應調大，間距為發射線圈尺寸的1/5至1/2之間；

（4）安裝檢測設備，設置測量參數，進行采集，并進行相關記錄；

（5）測量完成后進行即時簡單處理分析或進行內業精確處理分析和解釋。

進一步，步驟（4）中，將撐桿安裝在滑車瞬變電磁裝置上，使其穩定牢固，并調節撐桿長度，使滑車裝置緊貼井壁為宜，手持機與發射-接收機通過WIFI進行無線通信；

進一步，步驟（4）中，設置測量參數時需要將采集方式設為距離觸發自動采集模式，觸發距離即為實際測點間距，可實現快速掃描式自動采集；

進一步，步驟（4）中，需要對所測異常數據、所檢測區域的井壁狀況和現場干擾情況進行記錄，以便后續進行處理分析；