[發明專利]一種鉆孔電視探頭固定-居中-推進裝置

有效

• 申請號: 201710284666.8
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106907141B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 武旭;郭奇峰;任奮華;張英;張旭;張曉勇
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: E21B47/002
• 分類號: E21B47/002;E21B23/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種鉆孔電視探頭固定?居中?推進裝置，屬于巖體結構面測量領域。主體包括：探頭固定居中裝置和推進裝置。固定居中裝置包括橡膠墊片和螺栓一。推進裝置包括鋁合金推桿和位于探頭前端、尾部兩個滾輪導向裝置；鋁合金推桿通過連接銷和螺栓二連接固定。滾輪導向裝置包括橡膠滾輪和可調節螺栓二，設置在探頭最前端和尾部，通過鋁合金連接桿與固定居中裝置連接。橡膠滾輪以橡膠為材料粘貼固定在螺栓二上。本發明克服了現有居中器尺寸固定不變、探頭推進過程中晃動以及推桿接頭生銹等不足。橡膠滾輪降低了推進過程中震動對成像質量的影響，可用于礦山、隧道等工程，適用于高壓、高濕的深部礦山巷道的鉆孔探測中。

所屬技術領域

本發明屬于巖體結構面測量領域，涉及一種鉆孔電視探頭的固定、居中和推進裝置。

背景技術

隨著淺部礦產資源的逐漸枯竭，資源開發不斷走向地球深部。目前我國已有16座地下金屬礦山開采深度超過1000m，深部資源開采將成為常態。但隨著開采深度的增加，地應力將大大增加，深部裂隙巖體的變形、破壞問題也日益突出。巖體內節理裂隙是影響巖體力學行為的關鍵因素。巖體中裂隙的存在使巖體強度降低，一定程度上控制著巖體失穩破壞模式。深部巷道圍巖在結構面和高應力的雙重作用下，裂隙巖體呈現出更加復雜的變形和破壞特性。因此，開展深部巖體節理裂隙調查是至關重要的基礎性研究，決定著裂隙巖體在高地應力、高滲透壓和開挖擾動等多重作用下的力學行為。

巖體結構面調查從最初的鋼尺、地質羅盤測量發展至三維激光掃描、數字攝影測量以及鉆孔電視掃描。對巖體內部結構面信息采集，鉆孔電視成像技術顯示出其特有的優勢，在巷道、大壩和隧道等大型工程中得到了廣泛的應用。為了進行巷道圍巖變形規律及巷道穩定性研究，現場試驗采用鉆孔電視探測孔內節理裂隙產狀，探究開采擾動作用下巖體裂隙網絡分布特點及規律，以避免巷道失穩破壞等災害事故發生。但在現場水平及上傾鉆孔試驗過程中發現現有的探測裝置存在以下不足：

1、進行探測時，探頭與孔壁摩擦易導致探頭損壞，在巖體破碎處探頭易卡死在孔內，降低試驗效率，影響探測進程，延誤整個試驗時間；

2、已有的探頭居中裝置僅適用于單一孔徑。由于深部巷道處于高地壓狀態，鉆孔孔徑會發生改變，居中裝置不能根據孔徑的變化進行及時調整將造成測試失敗；

3、探測過程中，當遇到破碎帶或者張開型裂隙時，居中器金屬導輪在推進過程中使探頭發生大幅度振動或由于推動力作用突然快速前進，導致鉆孔成像失敗；

4、現有鐵質金屬推桿以螺紋接頭鏈接，在地下高溫、高濕環境中極易生銹，現場安裝推桿難度大，而且由于其重量大耗費大量人力和時間。

發明內容

為了克服現有居中器尺寸固定不變、探頭推進過程中晃動以及推桿接頭生銹等不足，本發明提供一種探頭固定-居中-推進裝置，該裝置不僅可以將探頭固定與鉆孔軸線中心方向一致，而且能夠用于多孔徑探測，具有一定緩沖能力，易于安裝、操作便捷。

一種鉆孔電視探頭固定-居中-推進裝置，其特征在于裝置主體包括：探頭固定居中裝置和推進裝置；鉆孔電視探頭放置于固定居中裝置中，固定居中裝置包括橡膠墊片和可調節螺栓一，通過調節螺栓一長度將探頭固定于裝置中心并與鉆孔軸線中心重合；

推進裝置包括鋁合金推桿和位于探頭前端、尾部兩個滾輪導向裝置；鋁合金推桿通過連接銷和螺栓二連接固定，鉆孔電視探頭尾部與鋁合金推桿相連接；滾輪導向裝置包括橡膠滾輪和可調節螺栓二，橡膠滾輪以橡膠為材料粘貼固定在螺栓二上；滾輪導向裝置通過鋁合金連接桿與固定居中裝置連接，設置位于探頭最前端和尾部，通過螺栓二和橡膠滾輪調節其適用尺寸。通過控制螺栓二長度使得該發明可用于多種孔徑鉆孔的探測試驗。橡膠滾輪具有一定減震、緩沖作用，在推進過程中遇到斷裂帶及張開型裂隙，可降低振動，提高成像質量。

進一步的，所述固定裝置，由六個可調節螺栓一和六個橡膠墊片組成，環向安裝角度分別為0°、60°、120°、180°、240°、300°。