[發明專利]一種鉆孔定向探地雷達裝置

有效

• 申請號: 202010467024.3
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111608645B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 許獻磊;孫帥航;彭蘇萍;周東林
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21B47/022
• 分類號: E21B47/022;E21B47/13;E21B49/00;E21B47/00;G01S7/02;G01S13/88
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1.一種鉆孔定向探地雷達裝置，其特征在于，所述鉆孔雷達包括控制單元、絞盤測距系統、旋轉逆補償系統、探地雷達天線系統、電纜和可插拔式推桿；控制單元、絞盤測距系統和探地雷達天線系統通過電纜連接，絞盤測距系統安裝在靠近控制單元一側；探地雷達天線系統與旋轉逆補償系統固定連接；

所述旋轉逆補償系統包括驅動電機、內管、外管；內管置于外管內，圓柱形驅動電機放置于內管，且固定于內管一端口；驅動電機轉動軸上固定一塊鐵制圓環，其圓心與轉動軸重合，且固定于外管同側端口；所述探地雷達天線系統包括發射天線、接收天線、發射機、接收機和采集卡，其依次排列放置于內管；發射天線通過同軸線與發射機相連，接收天線通過同軸線與接收機相連，接收機通過同軸線與采集卡連接，在采集卡上集成了陀螺儀、旋轉逆補償系統的控制電路；探測過程中，旋轉逆補償系統對內管及探地雷達天線系統進行旋轉逆補償。

2.根據權利要求1所述的一種鉆孔定向探地雷達裝置，其特征在于：所述的鉆孔定向探地雷達裝置可應用于水平鉆孔和豎向鉆孔周圍地質結構和隱伏災害體的探測，探地雷達天線系統可按照預先設定的角度在孔中進行數據采集，從而可快速準確獲取鉆孔周圍地質結構和隱伏災害體的位置信息。

3.根據權利要求1所述的一種鉆孔定向探地雷達裝置，其特征在于：所述的控制單元為一便攜式人機交互電腦，其內置電池組，可以為整個鉆孔定向探地雷達裝置提供電力；主要功能是實現對探地雷達天線系統參數和旋轉逆補償系統角度的設定，并控制整個數據采集過程。

4.根據權利要求1所述的一種鉆孔定向探地雷達裝置，其特征在于：所述的絞盤測距系統包括外圍護板、手搖把、測距輪編碼器、電纜線卷軸；手搖把與電纜線卷軸由軸承連接，電纜線卷軸通過齒輪與測距輪編碼器連接；手搖把可以進行人工搖動，帶動電纜線卷軸進行電纜的收放，電纜線卷軸轉動同時帶動測距輪編碼器工作；實現在豎向鉆孔探測時為探地雷達天線系統提供拉力并實現電纜線的收放，同時通過測距輪編碼器記錄電纜線的收放長度。

5.根據權利要求1所述的一種鉆孔定向探地雷達裝置，其特征在于：所述的旋轉逆補償系統包括兩個軸承；在內外管的另一端口內外管通過軸承相連接；即使外管在重力作用下產生自旋轉，仍可實現內管及探地雷達天線系統按照預先設定的角度保持姿態不變。

6.根據權利要求1所述的一種鉆孔定向探地雷達裝置，其特征在于：接收天線和發射天線采用末端電阻加載的方式，并帶有屏蔽外殼，屏蔽外殼可以對天線背面干擾信號進行屏蔽，同時可在一定程度上實現探測方向的信號強度的增強；采集卡主要功能是實現雷達信號的數字化采集。

7.根據權利要求1所述的一種鉆孔定向探地雷達裝置，其特征在于：可插拔式推桿為多個輕質中空金屬管，主要應用于水平鉆孔探測作業中為旋轉逆補償系統和探地雷達天線系統的移動提供推力；其分為頭管和延長管，頭管的管頭有三個凸起結構，該部分與旋轉逆補償系統的外管堵頭接觸，在外管發生自旋轉情況下，凸起結構可以避免電纜因纏繞而發生損壞；延長管一端內置兩個強力彈簧按鈕，一端預制2個與彈簧按鈕同直徑的孔，可實現便捷的安裝與拆卸；電纜為抗拉電纜，在豎向鉆孔探測時為裝置提供拉力，并起到快速傳輸數據的作用。