[發明專利]變徑式地震波采集裝置

有效

• 申請號: 201910483535.1
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN110109175B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 王浩;陳舞;張厚江;覃衛民;張國華;田湖南
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18;G01V1/16
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 廉海濤

本發明揭露一種變徑式地震波采集裝置。本裝置沿一鉆進方向即圍巖孔的長度方向依次連接有操作頭、推桿、推桿座、套管、變徑組件、端頭座及端頭。本發明的變徑組件能夠垂直本裝置的長度方向伸出可變的距離，并且與圍巖孔壁密貼，排除金屬套管形成的干擾波影響，避免使用黃油、環氧樹脂、錨固劑或加特殊成分的不收縮水泥砂漿等作為耦合劑時造成的繁瑣施工步驟，同時提高現場采集數據的精度。

技術領域

本發明涉及工程物探領域，具體而言，涉及一種用于隧道超前地質預報的變徑式地震波采集裝置。

背景技術

隧道工程是鐵路、公路及水利水電等項目的重要工程。近年來，隧道工程的數量及長度增長，相應地質條件的復雜性和施工難度增加，勘察階段的地質資料難以滿足隧道工程的情況普遍存在。工程勘察的費用昂貴且對基礎有破壞，因此隧道超前地質預報技術得到廣泛應用。

在申請號為201610598642.5的專利文獻中揭露一種智能式爆炸波采集探頭，包括鉆鋌外殼，鉆鋌外殼與錐形端頭連接，鉆鋌外殼內分隔為檢波艙、芯片艙和電池艙，檢波艙內設置有三分量加速度檢波器，芯片艙內設置有芯片主板，芯片主板上設置有ARM A7芯片、24位A/D轉換器、瞬時浮點放大器、濾波器、前置放大器、同步觸發單元和存儲器，電池艙內設置有電源。前述專利文獻將檢波器、芯片主板和電源集成化于一體，可以實現脫機工作，實現了采集現場無人化的采集方式。但是前述專利文獻在現場實驗時不能夠在徑向實現變徑，使其與不同內部尺寸及環境的圍巖孔密貼，需要通過耦合劑實現與鉆孔巖體的直接耦合，影響了現場數據的真實。

目前國內外廣泛使用的地質預報設備有瑞士的隧道地質超前預報系統(TSP)、美國的隧道地震波反射體追蹤技術(TRT)、國產的隧道超前地質預報新技術(TGP)等，其方法均是在隧道側壁打孔裝藥(20g-100g不等)，逐炮激發。使用金屬套管或耦合劑實現三分量加速度檢波器與鉆孔巖體的直接密貼或耦合，從而實現現場數據的良好接收。其不足之處在于放炮會損壞隧道巖壁，同時檢波器必須與電腦主機相連，固逐炮激發時，采集人員必須在隧道內部忍受巨大聲浪和惡劣環境，并很可能受到隧道震動后碎石掉落砸傷的危險。同時采集時施工繁瑣、流程復雜，主機等設備笨重，無法獨立供電，采集時間較長，耽誤施工方作業進度。

發明內容

本發明實施例至少揭露一種變徑式地震波采集裝置，能夠垂直鉆進方向使本裝置的活動錐伸出并且與圍巖孔的內壁密貼，排除金屬套管形成的干擾波影響，以及減少采用黃油、環氧樹脂、錨固劑或加特殊成分的不收縮水泥砂漿等作為耦合劑時造成的繁瑣施工步驟，同時能夠提高采集現場數據的精度。

所述裝置包括沿一鉆進方向依次連接的推桿、推桿座、變徑組件、端頭座及端頭；

所述端頭被構造為一端部為鉆頭，另一端部與所述端頭座的一端部拆卸連接的形成有安裝腔，所述安裝腔被安裝有三分量加速度檢波器；

所述變徑組件被構造為連接在所述端頭座及所述推桿座之間，所述變徑組件包括前變徑底座、后變徑底座、變徑桿及至少一個活動錐；

所述前變徑底座被構造有沿所述鉆進方向貫穿的前變徑通孔，并且一端部與所述推桿座同軸連接；

所述后變徑底座被構造有沿所述鉆進方向的后變徑孔，并且一端部與所述端頭座同軸連接，另一端部表面滑移連接有所述活動錐，所述活動錐朝向所述后變徑孔的一端被構造為楔形面；

所述變徑桿沿所述鉆進方向依次被構造為前軸、中軸及后軸；

所述前軸與所述前變徑通孔螺紋連接，所述中軸全部或部分的處在所述前變徑通孔并且被構造有與所述楔形面配合的錐面，所述后軸伸入所述后變徑孔；

所述推桿座被構造有沿所述鉆進方向貫穿的推桿孔，并且一端部與所述前變徑底座固定，所述推桿穿過所述推桿孔與所述前軸同軸連接；

所述三分量加速度檢波器通過穿過全部或部分所述裝置的信號線與外部通信。