[實用新型]擴張式地質探測貼壁耦合探頭

有效

• 申請號: 201521068845.0
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN205301598U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 付志紅;胡緒權;魏秋生;邱婧竹;陳景明
• 申請（專利權）人: 重慶璀陸探測技術有限公司
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 余錦曦

技術領域

本實用新型涉及的是一種地質探測貼壁耦合探測裝置，具體涉及一種擴張式地質探測貼壁耦合探頭。

背景技術

現有的主要幾種地質超前預報方法為：雷達法、地震法、鉆探法、電磁法等，本實用新型是一個基于地震法的傳感器。目前國內外主要采用兩種方式：套管式耦合探頭和黃油式耦合探頭。

套管式傳感器耦合方式是：在傳感器套上套管后放入鉆孔中接收地震信號，(劉寶忠.TSP203地質超前預報系統在隧道施工中的應用.山西建筑.2004年6月第30卷第11期)，采用黃油作耦合劑(劉云禎，梅汝吾.TGP隧道地質超前預報新技術.北京市水電物探研究所)等。使用套管這種方法，首先要在鉆孔完畢，再對鉆孔進行清洗，將浸水后的錨固劑或環氧樹脂3一5節送入孔底，再在孔口位置塞入1節錨固劑或環氧樹脂,使錨固劑或環氧樹脂將套管和圍巖牢固、密貼地膠結在一起，隨后將傳感器送入套管并安放在套管的底部；TGP隧道預報系統的傳感器采用黃油作耦合劑，傳感器通過黃油直接與鉆孔圍巖接觸。

使用套管作為耦合裝置時，套管的安裝極其重要，套管接收器鉆孔孔壁緊密牢固接觸，套管與孔壁硬性接觸，這種套管傳遞的信號差。使用套管作為耦合裝置時，需要使用兩根套管，由于套管價格昂貴，回收困難，探測成本高。使用黃油作為耦合劑時，在黃油分布不均勻的情況下，信號接收效果不佳，且黃油為一次性使用，成本高，探測完成后，由于黃油的原因，設備難以拔出，且難以清理。

兩種現有探頭都存在各自的缺點：

一、黃油式耦合探頭的缺陷主要有：信號在黃油中傳遞時，衰減大，探測效果差；黃油與土層之間容易滲透，使用成本高；探測回收時，需要清洗黃油，清洗難度大。

二、套管式耦合探頭的缺陷主要有：探頭結構復雜，安裝困難；探頭回收困難，成本高；完全的剛性耦合結構，不能適應孔洞內巖土的物理變化，長期使用，探頭與孔壁的貼合度難以保證，影響信號傳遞效果。

實用新型內容

本實用新型的目的是，針對上述不足，提供了一種安裝方便，易于回收的擴張式地質探測貼壁耦合探頭，既能夠取締黃油作為耦合劑的方式，消除黃油所帶來的缺陷，又能夠保證探頭與孔壁之間長期保持柔性貼合，以確保信號傳遞效果。

為實現上述實用新型目的，本實用新型提供了一種擴張式地質探測貼壁耦合探頭，包括套筒，以及在套筒內安裝的振蕩波傳感器，其關鍵在于：該套筒的前端安裝有軸向的柔性機械式限位頭，套筒中部空腔內安裝有原動機構，該原動機構連接有徑向膨脹機構；原動機構受原動力驅動后，帶動所述徑向膨脹機構從套筒的側壁向外膨脹。

機械式膨脹機構通過套筒側壁向孔壁擴張，實現耦合探頭與側壁間的過盈配合，通過全固體結構實現震蕩波的傳遞，避免了震蕩波因液態介質、膠態介質造成的衰減問題。

同時膨脹機構的可伸縮性，便于驅動膨脹機構收縮，探頭與鉆孔脫離，實現探頭回收。

所述原動機構包括橢圓狀的凸輪，該凸輪經電機驅動旋轉，凸輪的外沿抵接有滑動挺柱，該滑動挺柱伸入所述套筒側壁上的過孔，并被所述過孔限位。

限制滑動挺柱只能沿過孔伸出套筒的側壁，向孔壁膨脹，直至形成擠壓。達到探頭裝置與探測孔的剛性連接，利于震蕩波的無衰減傳遞。

所述滑動挺柱上設置有凸臺，該滑動挺柱上套有復位彈簧，該復位彈簧抵接在所述凸臺與套筒內壁之間。

所述滑動挺柱的后端與所述凸輪抵接，滑動挺柱的前端安裝有形變簧片。

形變簧片可以加大探頭與孔壁之間的接觸面積，且能夠吸收二者之間的擠壓力度，易于震蕩波的長期傳遞。

所述凸輪抵接有至少兩個滑動挺柱，所有滑動挺柱均勻分布在所述套筒側壁。

所述凸輪連接有所述振蕩波傳感器。

所述原動機構包括葉輪狀的轉盤，該轉盤經電機驅動旋轉，轉盤的外沿抵接有滑動挺柱，該滑動挺柱伸入所述套筒側壁上的過孔，并被所述過孔限位。

所述滑動挺柱上設置有凸臺，該滑動挺柱上套有復位彈簧，該復位彈簧抵接在所述凸臺與套筒內壁之間。

所述滑動挺柱的后端與所述轉盤抵接，滑動挺柱的前端安裝有形變簧片。

所述葉輪狀的轉盤設置有至少二扇葉片，每扇葉片對應裝配有一個滑動挺柱，所有滑動挺柱均勻分布在所述套筒側壁。

所述轉盤連接有所述振蕩波傳感器。

所述原動機構為直線驅動機構。