一种定向钻孔岩心的倾向倾角测量工具的制作方法

本发明涉及岩土工程勘察技术领域，尤其涉及一种定向钻孔岩心倾向倾角测量工具。

背景技术：

定向钻孔岩心中节理层面的倾向倾角是揭示地下岩层节理信息的一种重要方式。通过钻孔岩心中节理面倾向倾角可以准确地建立露天采场边坡地质模型，在边坡稳定性评价中具有重要的参考价值。在钻孔岩心编录中，定向钻孔岩心的倾角一般称为α角，倾向一般称为β角。此外，该两个角度还可以验证在露天采场边坡表面测量的节理裂隙倾角与倾向的正确性，并作为补充资料，进一步精确边坡稳定性评价结果。

目前，α角与β角的测量分别采用角度尺和线性量角器。所述角度尺就是市面上可以购买到的普通量角器。而线性量角器是一种测量角度用的印有角度线的透明塑料板，该塑料板可弯曲，测量时，先将透明塑料板包裹住岩心表面，并使透明塑料板上的零度线与岩心表面母线重合，再在对应岩心结构面的最低点位置处读取β角角度数值，在使用过程中，测量人员需要一直用手扯紧塑料板，以使塑料板与岩心保持紧贴，从而读取β角数值，使用起来极其不方便。

另外，目前对α角与β角的测量都是分开单独测量，而一个定向钻孔的岩心的轴向长度一般在300m左右，一个定向钻孔的岩心光结构面就有几千个，这就使得在测量不同结构面的α角与β角时需要频繁更换角度尺和线性量角器，繁琐麻烦，耽误时间，测量几千个结构面，会花费很长的时间，且很难保证测量结果的准确性。

因此，现有技术中需要一种简单、便捷、且准确性强的方案，来节约时间，提高测量人员的工作效率。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种定向钻孔岩心的倾向倾角测量工具，以解决背景技术中提出的问题。

一种定向钻孔岩心的倾向倾角测量工具，包括岩心倾角测量组件与岩心倾向测量组件，所述岩心倾角测量组件包括上环绕线、下环绕线、标尺及用于测量岩心α角的量角器，标尺上端设置有指针，所述量角器可转动的连接在指针的根部。

所述岩心倾向测量组件包括透明的柔性刻度板、透明的柔性插槽一及在岩心竖直设置时连接在柔性插槽一上下两端的可自动弯曲的弹簧钢片，所述柔性插槽一左右方向的一侧带有开口一，另一侧封闭，柔性插槽一的尺寸与柔性刻度板匹配，透明柔性刻度板从透明经开口一插设在柔性插槽一中，柔性刻度板上设置有能够用于测量定向岩心结构面倾向的β角刻度线，测量时，本测量工具的柔性刻度板左侧的0刻度线用于与岩心的定向线对齐，平直状态的弹簧钢片的长度方向沿岩心的圆周的切线方向设置，在受到外界施加的弯曲应力时平直状态的弹簧钢片会发生自动卷曲而抱箍住岩心外柱面，所述柔性刻度板可随着弹簧钢片的自动弯曲而自动贴合岩心外柱面。

所述标尺的长度方向沿弹簧钢片的宽度方向即岩心竖直设置时的上下方向设置，标尺上设有可用于测量长度或距离的第二刻度线，标尺的中间部位和下端分别设有上穿线孔与下穿线孔，所述上环绕线穿过标尺的上穿线孔，上环绕线的两个末端分别连接在柔性插槽一上端对应封闭端与开口一的两个等高位置，所述下环绕线穿过标尺的下穿线孔，下环绕线的两个末端分别连接在柔性插槽一下端对应封闭端与开口一的两个等高位置，上环绕线与下环绕线的主体部分均位于弹簧钢片和柔性插槽一的背面，以弹簧钢片弯曲而抱住岩心的一面为正面，该背面即与正面相反的一面，上环绕线与下环绕线的长度均大于或等于岩心外柱面包裹有柔性插槽一及柔性刻度板后的周长，使得柔性刻度板在与弹簧钢片一同弯曲并贴合岩心外柱面后，所述标尺可在上环绕线与下环绕线的引导下以岩心为中心进行公转运动，且具体是穿设在标尺的上穿线孔与下穿线孔内的上环绕线与下环绕线会与上穿线孔与下穿线孔之间形成相对运动，从而便于同时测量岩心α角与岩心β角。

进一步的，所述上环绕线与下环绕线的长度相等且二者的长度均设置成可随弹簧钢片的弯曲而刚好绕包裹有柔性插槽一及柔性刻度板的岩心外柱面一圈，使得此时的标尺的长度方向可始终保持着与岩心的轴向方向一致，从而在量角器对岩心结构面α角进行测量时，可减少或省去沿岩心的轴向方向对标尺的位置调整，使得标尺可自动将当前结构面的最低点或最高点的位置在柔性刻度板上标示出，从而便于根据标示位置快速读取β角数值。

进一步的，所述标尺、量角器均为透明材质，所述标尺上端设置有与量角器转动中心重合的标示线，所述量角器通过螺钉与标尺上端可转动的连接，所述标尺上用于安装螺钉的孔为长条形孔，长条形孔的长度方向与标尺长度方向一致，使得量角器的位置可沿标尺长度方向移动。

进一步的，所述上环绕线与下环绕线均包括硬质段与软质段，硬质段位于两端用于连接柔性插槽一并用于大致限定标尺的纵向位置，软质段位于中间用于穿过上穿线孔或下穿线孔并便于环绕在岩心的周围。

进一步的，所述岩心倾向测量组件还包括弹簧钢片的外部包裹的软质的硅胶包裹层，硅胶包裹层上设置有可用于测量岩心圆周长度尺寸的第三刻度线。

优选的，所述弹簧钢片的长度大于或等于岩心外柱面周长。

优选的，所述柔性刻度板为透明塑料片。

进一步的，所述岩心倾向测量组件还包括与柔性插槽一连接的用于将所述弹簧钢片装入其中的透明的柔性插槽二，柔性插槽二的尺寸与弹簧钢片匹配，所述柔性插槽一与柔性插槽二之间设置有分隔线，柔性插槽二带有开口二，所述弹簧钢片可经开口二装入柔性插槽二中。

优选的，所述柔性刻度板的上下两端均设置有弹簧钢片，所述弹簧钢片包括分别位于柔性刻度板上下两端的弹簧钢片一与弹簧钢片二，相应的，所述分隔线为两条，所述柔性插槽二为分布在柔性插槽一上下两端的两个，所述开口二为分别与两个柔性插槽二相通的两个；所述柔性刻度板的部分或全部刻度线从连接弹簧钢片一的一端延伸至连接弹簧钢片二的一端；所述上环绕线与柔性插槽一的连接位置及下环绕线与柔性插槽一的连接位置均位于分隔线上。

优选的，所述透明柔性插槽材质为塑料，所述分隔线为通过热压的方式加工设置的分割线。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明提出了一种定向钻孔岩心的倾向倾角测量工具，能够同时对岩心倾向与倾角进行测量，且在测量过程中，岩心倾角测量组件与岩心倾向测量组件能彼此作为对方的参考基准，相互辅助并提高测量的准确度，极大的方便了测量员的测量工作，节省了时间，提高了测量人员的工作效率与测量结果的准确度。

本发明的倾向测量组件通过在现有的柔性刻度板两端连接可弯曲的弹簧钢片，在测量时，只需用手轻轻一拨，弹簧钢片就会抱紧岩心外柱面，柔性刻度板也会自动贴紧岩心柱面，简单方便，且可以循环使用，根据不同的岩心周长，只需要更换不同规格的柔性刻度板即可，解放了测量人员的双手，节省了时间，对于需要测量几百米长度的岩心倾向，能节省大量的时间，且能避免人为的误差对结果产生影响，可靠性好。

本发明中，柔性刻度板与弹簧钢片均设置在透明的柔性插槽中，一方面不会影响测量读数，另一方面对柔性刻度板与弹簧钢片上的刻度线有一定的保护作用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的定向钻孔岩心的倾向倾角测量工具的侧视结构图；

图2是本发明图1中的m-m局部放大图；

图3是本发明优选实施例的定向钻孔岩心的倾向倾角测量工具的主视结构图(岩心竖直设置)。

图中：1-岩心倾角测量组件，2-岩心倾向测量组件，11-上环绕线，12-下环绕线，100-硬质段，101-软质段，13-标尺，131-上穿线孔，132-下穿线孔，133-标示线，134-长条形孔，14-量角器，15-螺钉，21-柔性刻度板，22-柔性插槽一，23-弹簧钢片，231-弹簧钢片一，232-弹簧钢片二，24-开口一，25-长刻度线，26-短刻度线，27-柔性插槽二，271-开口二，28-分隔线，3-岩心，31-岩心结构面，32-定向线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1～图3的一种定向钻孔岩心的倾向倾角测量工具，包括岩心倾角测量组件1与岩心倾向测量组件2，所述岩心倾角测量组件包括上环绕线11、下环绕线12、标尺13及用于测量岩心α角的可转动的量角器14。

所述岩心倾向测量组件包括透明的柔性刻度板21、透明的柔性插槽一22及连接在柔性插槽一上下两端的可自动弯曲的弹簧钢片23，所述柔性插槽一左右方向的一侧带有开口一24，另一侧封闭，柔性插槽一的尺寸与柔性刻度板匹配，透明柔性刻度板从透明经开口一插设在柔性插槽一中，柔性刻度板上设置有能够用于测量定向岩心结构面倾向的β角刻度线，本实施例中，β角刻度线分为长刻度线25和短刻度线26，相邻两根长刻度线25之间的跨度为10°，相邻两根短刻度线26之间的跨度为2°，测量时，将本测量工具的柔性刻度板左侧的0刻度线与岩心3的定向线32对齐，平直状态的弹簧钢片的长度方向沿岩心的圆周的切线方向设置，在受到外界施加的弯曲应力时平直状态的弹簧钢片会发生自动卷曲而抱箍住岩心外柱面，所述柔性刻度板可随着弹簧钢片的自动弯曲而自动贴合岩心外柱面，而不需要用手拉扯或按压着。

本实施例中，所述标尺的长度方向沿弹簧钢片的宽度方向(即图1与图2中的上下方向)设置，标尺上设有可用于测量长度或距离的第二刻度线(图中未示出)，标尺的中间部位和下端分别设有上穿线孔131与下穿线孔132，所述上环绕线穿过标尺的上穿线孔，上环绕线的两个末端分别连接在柔性插槽一上端对应封闭端与开口一的两个等高位置，所述下环绕线穿过标尺的下穿线孔，下环绕线的两个末端分别连接在柔性插槽一下端对应封闭端与开口一的两个等高位置，上环绕线与下环绕线的主体部分均位于弹簧钢片和柔性插槽一的背面，该背面为与弹簧钢片自动弯曲而抱住岩心的方向相反的一面，上环绕线与下环绕线的长度均大于或等于岩心外柱面包裹有柔性插槽一及柔性刻度板后的周长，使得柔性刻度板在与弹簧钢片一同弯曲并贴合岩心外柱面后，所述标尺可在上环绕线与下环绕线的引导下以岩心为中心进行公转运动，且具体是穿设在标尺的上穿线孔与下穿线孔内的上环绕线与下环绕线会与上穿线孔与下穿线孔之间形成相对运动，从而便于同时测量岩心α角与岩心β角。具体操作过程大致为：柔性刻度板随着弹簧钢片的弯曲而自动贴合岩心外柱面之后，将标尺移动至对准岩心结构面31最低点或最高点位置处，标尺的边部尽量与最近的β角刻度线中的长刻度线保持重合或平行，以使得标尺的长度方向与岩心轴向方向重合，此时，标尺会在柔性刻度板的β角刻度线上准确的标示出当前β角的数值，读出β角数值即可，避免了人眼对位置产生的误差；保持标尺的边部与最近的β角刻度线中的长刻度线的重合或平行，转动量角器，使量角器的0刻度线与岩心结构面31沿岩心径向方向对准重合，此时，标尺的标示线所指的角度，即为α角的数值，由于有β角刻度线作为标尺的定位基准，标尺不易发生偏斜，α角的数值也将更准确。简单便捷，且岩心倾角测量组件与岩心倾向测量组件彼此互为基准，互相辅助，准确度高。

本实施例中，所述上环绕线与下环绕线的长度相等且二者的长度均设置成可随弹簧钢片的弯曲而刚好绕包裹有柔性插槽一及柔性刻度板的岩心外柱面一圈，使得此时的标尺的长度方向可始终保持着与岩心的轴向方向一致，从而在量角器对岩心结构面α角进行测量时，无需人工对标尺沿岩心轴向方向进行位置调动，而仅需在其公转路径上作适当调动，标尺即可自动将当前结构面的最低点或最高点的位置在柔性刻度板的β角刻度线中标示出，从而便于根据标示位置快速读取β角数值。

本实施例中，所述标尺、量角器均为透明塑料材质，所述标尺上端设置有与量角器转动中心重合的标示线133，所述量角器通过螺钉15与标尺上端可转动的连接，所述标尺上用于安装螺钉的孔为长条形孔134，标示线与长条形孔的宽度方向的对称中心线重合，长条形孔的长度方向与标尺长度方向一致，使得量角器的位置可沿标尺长度方向移动，从而适应不同形态的岩心结构面。

本实施例中，所述上环绕线与下环绕线均包括硬质段100与软质段101，硬质段位于两端用于连接柔性插槽一并用于大致限定标尺的纵向位置，软质段位于中间用于穿过上穿线孔或下穿线孔并便于环绕在岩心的周围。硬质段可为硬质铁丝，软质段可为软质铁丝或带胶皮的软质铜丝，硬质铁丝一端与柔性插槽一粘接，另一端设置有连接环，软质铁丝或软质铜丝末端通过连接环与硬质铁丝捆绑连接。

本实施例中，所述岩心倾向测量组件还包括弹簧钢片的外部包裹的软质的硅胶包裹层，硅胶包裹层上设置有可用于测量岩心圆周长度尺寸的第三刻度线(图中未示出)，也可以直接使用市面上已有的拍拍尺。

本实施例中，所述弹簧钢片的长度等于岩心外柱面周长，弹簧钢片刚好可以将岩心抱箍住。

本实施例中，所述柔性刻度板为透明塑料片。

本实施例中，所述岩心倾向测量组件还包括与柔性插槽一连接的用于将所述弹簧钢片装入其中的透明的柔性插槽二27，柔性插槽二的尺寸与弹簧钢片匹配，所述柔性插槽一与柔性插槽二之间设置有分隔线28，柔性插槽二带有开口二271，所述弹簧钢片可经开口二装入柔性插槽二中。

本实施例中，所述柔性刻度板的上下两端均设置有弹簧钢片，所述弹簧钢片包括分别位于柔性刻度板上下两端的弹簧钢片一231与弹簧钢片二232，相应的，所述分隔线28为两条，所述柔性插槽二为分布在柔性插槽一上下两端的两个，所述开口二为分别与两个柔性插槽二相通的两个；所述柔性刻度板的逢十刻度线从连接弹簧钢片一的一端延伸至连接弹簧钢片二的一端(即长刻度线25)。所述上环绕线与柔性插槽一的连接位置及下环绕线与柔性插槽一的连接位置分别位于上下两根分隔线上，

本实施例中，所述透明柔性插槽材质为塑料，所述分隔线为通过热压的方式加工设置的分割线。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。