[發(fā)明專利]基于孔中攝像與單孔聲波的工程綜合測孔系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610439801.7
• 申請日: 2016-06-16
• 公開（公告）號: CN106154350B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉斌;陳磊;李術(shù)才;許新驥;宋杰;王瑞睿;李銘;劉征宇;王健
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于孔中攝像與單孔聲波的工程綜合測孔系統(tǒng)，其特征是：包括組合式測量探頭，所述組合式測量探頭攝入巖體的鉆孔內(nèi)，所述組合式測量探頭后設(shè)置有推桿，所述組合式測量探頭通過孔口固定裝置連接，所述孔口固定裝置設(shè)置于鉆孔孔口，所述推桿前端設(shè)置有深度傳感器，所述深度傳感器、組合式測量探頭均連接測量主機(jī)，通過控制推桿推動組合式測量探頭向前移動，進(jìn)行鉆孔內(nèi)數(shù)據(jù)的采集與分析；

所述組合式測量探頭，包括透光殼體，所述透光殼體內(nèi)前端設(shè)置有溫度測試器，溫度測試器后端設(shè)置有羅盤，透光殼體的軸心設(shè)置有攝像頭，攝像頭兩側(cè)分別對稱固定有一固定臂，固定臂前端設(shè)置有接觸透光殼體的環(huán)向玻璃刷，所述固定臂后端連接電動伸縮桿，攝像頭后端設(shè)置有微控制器，所述微控制器連接有控制電動伸縮桿的伸縮控制器和換能器，所述換能器包括兩個，對稱設(shè)置于透光殼體內(nèi)部。

2.如權(quán)利要求1所述的基于孔中攝像與單孔聲波的工程綜合測孔系統(tǒng)，其特征是：所述孔口固定裝置，包括孔口固定器，所述孔口固定器后端設(shè)置有法蘭盤，法蘭盤連接有推桿導(dǎo)向裝置，所述推桿導(dǎo)向裝置上端設(shè)置有注水口，下端設(shè)置有泄壓孔，后端設(shè)置有堵頭，所述法蘭盤前端設(shè)置有橡膠墊，法蘭盤上預(yù)留有若干個螺栓孔，在鉆孔周圍對應(yīng)鉆打出螺栓孔，將螺栓擰入，將法蘭盤與巖體固定死，橡膠墊受壓變形，充填在法蘭盤與巖壁之間，能夠完成密封工作。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于孔中攝像與單孔聲波的工程綜合測孔系統(tǒng)，其特征是：所述堵頭安裝口內(nèi)活動安裝有堵頭，所述堵頭包括安裝卡扣，所述安裝卡扣前端設(shè)有橡膠環(huán)，所述安裝卡扣中間設(shè)有推桿安裝孔；

所述橡膠環(huán)包括一號阻水橡膠環(huán)與二號阻水橡膠環(huán)，二號阻水橡膠環(huán)位于一號阻水橡膠環(huán)內(nèi)部，固定在安裝卡扣上，推桿由外部推進(jìn)堵頭后，兩個阻水橡膠環(huán)張口方向與推進(jìn)方向一致，且由于阻水橡膠環(huán)帶有一定的彈性，能夠緊扣在推桿上，保證推桿在推進(jìn)方向推動時，孔中水不會流出。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于孔中攝像與單孔聲波的工程綜合測孔系統(tǒng)，其特征是：所述推桿包括若干節(jié)依次連接的小推桿，每兩節(jié)小推桿之間設(shè)置有聲波采集器，推桿前端設(shè)置有推桿連接口，以和孔口固定裝置連接；所述聲波采集器包括前置聲波采集器與后置聲波采集器，二者具有間距，保證對前方換能器發(fā)射的聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采集數(shù)據(jù)通過電纜和控制與數(shù)據(jù)采集集成裝置傳遞至測量主機(jī)處。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于孔中攝像與單孔聲波的工程綜合測孔系統(tǒng)，其特征是：所述深度傳感器包括外殼，所述外殼與推桿的連接處設(shè)置有推桿孔，推桿孔在外殼內(nèi)的對應(yīng)位置處對稱設(shè)置有兩個滑輪，兩個滑輪套裝于不同的連接桿上，連接桿一端連接轉(zhuǎn)速傳感器，另一端連接滑動固定器，兩個滑動固定器之間、兩個轉(zhuǎn)速傳感器之間均設(shè)置有收縮彈簧；所述轉(zhuǎn)速傳感器連接測量主機(jī)，推桿推動滑輪運動，保證轉(zhuǎn)速傳感器能夠隨著推桿的推進(jìn)同步完成轉(zhuǎn)速測量，最終實現(xiàn)鉆孔深度的精確測量。

6.基于如權(quán)利要求1-5中任一項所述的系統(tǒng)的工作方法，其特征是：包括以下步驟：

(1)經(jīng)過地質(zhì)分析，選擇合適的位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔孔徑大于探頭的直徑；鉆孔完成后，采用高壓水清孔，并對清孔效果進(jìn)行檢查；

(2)連接探頭和推桿，將探頭放置于鉆孔內(nèi)，使推桿向前推進(jìn)；

(3)將孔口固定器上的法蘭盤固定在巖體上，保證阻水橡膠墊在受力后能夠緊密的充填在巖體與法蘭盤之間，其間隙不會透水；將孔口固定器安裝在鉆孔后，將推桿從孔口固定器中伸出；

(4)將深度傳感器安裝在推桿上，向前推送至鉆孔固定器處，將電纜線從推桿內(nèi)部伸出，與測量主機(jī)連接，初始深度位置清零；

(5)通過注水孔向鉆孔內(nèi)部注水，直至泄壓孔出水，向前推進(jìn)推桿，保證速度勻速，同時通過測量主機(jī)觀察溫度測量數(shù)據(jù)、攝像結(jié)果以及波形圖；

(6)完成探測后，停止向孔口固定器上的注水孔注水，并打開卸壓孔，使鉆孔內(nèi)部的水在重力的作用下向外流出，直至卸壓孔內(nèi)不在向外流出水，回收裝置。