一种钻孔电视探头固定‑居中‑推进装置的制作方法

本发明属于岩体结构面测量领域，涉及一种钻孔电视探头的固定、居中和推进装置。

背景技术：

随着浅部矿产资源的逐渐枯竭，资源开发不断走向地球深部。目前我国已有16座地下金属矿山开采深度超过1000m，深部资源开采将成为常态。但随着开采深度的增加，地应力将大大增加，深部裂隙岩体的变形、破坏问题也日益突出。岩体内节理裂隙是影响岩体力学行为的关键因素。岩体中裂隙的存在使岩体强度降低，一定程度上控制着岩体失稳破坏模式。深部巷道围岩在结构面和高应力的双重作用下，裂隙岩体呈现出更加复杂的变形和破坏特性。因此，开展深部岩体节理裂隙调查是至关重要的基础性研究，决定着裂隙岩体在高地应力、高渗透压和开挖扰动等多重作用下的力学行为。

岩体结构面调查从最初的钢尺、地质罗盘测量发展至三维激光扫描、数字摄影测量以及钻孔电视扫描。对岩体内部结构面信息采集，钻孔电视成像技术显示出其特有的优势，在巷道、大坝和隧道等大型工程中得到了广泛的应用。为了进行巷道围岩变形规律及巷道稳定性研究，现场试验采用钻孔电视探测孔内节理裂隙产状，探究开采扰动作用下岩体裂隙网络分布特点及规律，以避免巷道失稳破坏等灾害事故发生。但在现场水平及上倾钻孔试验过程中发现现有的探测装置存在以下不足：

1、进行探测时，探头与孔壁摩擦易导致探头损坏，在岩体破碎处探头易卡死在孔内，降低试验效率，影响探测进程，延误整个试验时间；

2、已有的探头居中装置仅适用于单一孔径。由于深部巷道处于高地压状态，钻孔孔径会发生改变，居中装置不能根据孔径的变化进行及时调整将造成测试失败；

3、探测过程中，当遇到破碎带或者张开型裂隙时，居中器金属导轮在推进过程中使探头发生大幅度振动或由于推动力作用突然快速前进，导致钻孔成像失败；

4、现有铁质金属推杆以螺纹接头链接，在地下高温、高湿环境中极易生锈，现场安装推杆难度大，而且由于其重量大耗费大量人力和时间。

技术实现要素：

为了克服现有居中器尺寸固定不变、探头推进过程中晃动以及推杆接头生锈等不足，本发明提供一种探头固定-居中-推进装置，该装置不仅可以将探头固定与钻孔轴线中心方向一致，而且能够用于多孔径探测，具有一定缓冲能力，易于安装、操作便捷。

一种钻孔电视探头固定-居中-推进装置，其特征在于装置主体包括：探头固定居中装置和推进装置；钻孔电视探头放置于固定居中装置中，固定居中装置包括橡胶垫片和可调节螺栓一，通过调节螺栓一长度将探头固定于装置中心并与钻孔轴线中心重合；

推进装置包括铝合金推杆和位于探头前端、尾部两个滚轮导向装置；铝合金推杆通过连接销和螺栓二连接固定，钻孔电视探头尾部与铝合金推杆相连接；滚轮导向装置包括橡胶滚轮和可调节螺栓二，橡胶滚轮以橡胶为材料粘贴固定在螺栓二上；滚轮导向装置通过铝合金连接杆与固定居中装置连接，设置位于探头最前端和尾部，通过螺栓二和橡胶滚轮调节其适用尺寸。通过控制螺栓二长度使得该发明可用于多种孔径钻孔的探测试验。橡胶滚轮具有一定减震、缓冲作用，在推进过程中遇到断裂带及张开型裂隙，可降低振动，提高成像质量。

进一步的，所述固定装置，由六个可调节螺栓一和六个橡胶垫片组成，环向安装角度分别为0°、60°、120°、180°、240°、300°。

进一步的，滚轮导向装置，由六个可调节螺栓二和六个橡胶滚轮组成，环向安装角度分别为0°、60°、120°、180°、240°、300°。

进一步的，所述的连接销，直径小于空心铝合金管内径，铁质材料。

进一步的，所述的连接杆，采用空心管，铝合金材质，与固定和滚轮导向装置焊接固定。连接杆长度与探头尺寸相配，连接杆一组为4根。

进一步的，所述的推杆，采用空心管，铝合金材质，单根长度1.5m，总长度可根据钻孔深度加工。

该发明可根据所测试钻孔深度连接一定数量的推杆，到达所需要求；可适用于与水平方向夹角为0～90°的钻孔。适用范围广、安装操作便捷，尤其可在深部高温、高压、高湿环境中使用。

本发明的有益效果

可以在推进测试过程中，保证探头稳定且探头轴线与钻孔轴线中心相一致，能够用于多种孔径的钻孔电视扫描，易于安装，操作便捷，消除由于推杆螺纹生锈造成安装困难等隐患。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是固定-居中装置设计图。图1-A探头前端固定-居中装置，图1-B探头尾部固定-居中装置。

图2是图1的I-I剖视图。

图3是图1的II-II剖视图。

图4是推杆连接装置设计图。

图5是推杆连接销设计图。图5-A连接销俯视图，图5-B连接销III-III剖面图。

图中1、滚轮装置，2、固定装置，3、铝合金连接杆，4、螺栓一，5、橡胶滚轮，6、橡胶垫片，7、螺栓二，8、固定螺栓，9、连接销，10、铝合金推杆，11、固定螺栓孔。

具体实施方式

在图1中，铝合金连接杆(3)将滚轮装置(1)和固定装置(2)连接，形成两组稳定的固定-居中-推进装置。

在图2中，橡胶滚轮(5)粘贴固定在可转动螺栓一(4)上，转动螺栓(4)可将橡胶滚轮(5)伸出，根据钻孔孔径大小调节六个方向上的螺栓一(4)使橡胶滚轮(5)伸出长度相同，使探头与钻孔轴线中心保持一致。

在图3中，橡胶垫片(6)粘贴固定在可转动螺栓二(7)上，转动螺栓(7)可将橡胶垫片向内移动，根据探头直径调节六个方向上的螺栓二(7)使橡胶垫片(5)压紧探头，保证探头稳定且居中。

在图4中，两根铝合金推杆(10)通过连接销(9)连接，固定螺栓(8)插入固定螺栓孔(11)中，将铝合金推杆(10)和连接销(9)进行固定。该结构避免了螺纹结构生锈后安装困难的弊端，节省时间，提供工作效率。