本实用新型属于岩土工程勘察领域，涉及一种岩体波速测试装置，尤其涉及一种应用于水平钻孔岩体波速测试装置。
背景技术：
目前市场上通用的普通一发双收测井换能器，是由一个发射端和两个接收端组成，其中发射端到接收1的距离Δl为30cm，接收1到接收2的距离Δd为20cm。
垂直钻孔波速测试时，由发射端发射声波信号，如图1所示，两个接收端S1′、S2′分别接收发射端F′发射的声波信号沿孔壁滑行后产生的波动图像，从波形图中可以分别读出首波从发射端F′到达接收端S1′和接收端S2′的时间t1、t2。
然后根据公式：可计算出岩体的波速。
然而，该类换能器一般用于垂直钻孔(井)，应用于水平钻孔时会存在以下三个问题：
第一，现有换能器发射端与接收端一般采用软塑料管连接，强度很低，且柔软，因此无法顺畅送入水平钻孔内；再者，水平钻孔中无泥浆护壁，孔壁容易掉块，对换能器损坏严重。
第二，钻孔岩体波速测试要得到可靠的波形，必须保证在整个测试过程中有良好的耦合剂，垂直钻孔一般采用孔内泥浆作耦合剂。但水平钻孔波速测试时，存在两个问题：一是孔内无法存储泥浆，测试过程中无法提供耦合剂；二是换能器受重力影响，在钻孔内无法居中，影响测试效果。
第三，受重力影响，换能器送入孔深超过50m水平钻孔内的适当位置较难。
技术实现要素：
本实用新型公开一种用于水平钻孔的岩体波速测试装置，包括测井换能器、套设在测井换能器外的保护装置及活动连接在保护装置上的推送装置。
其中，保护装置包括花管。
其中，花管为壁上具有穿孔的PPR管或尼龙棒。
其中，穿孔环绕管壁分布，且交错排列。
其中，保护装置包括套设在测井换能器发射端和接收端外的钢制外壳，钢制外壳通过螺纹与花管连接。
其中，钢制外壳外套设有高强度弹性层，该高强度弹性层形成包覆钢制外壳的能够膨胀/收缩的封隔胶囊。
其中，保护装置内设置有连通各封隔胶囊的气动管；换能器发射端的封隔胶囊上设有能够向其内部注水的注水管，远离发射端的接收端的封隔胶囊上连接有排气口。
其中，发射端、接收端与其各自的钢制外壳间形成的空间内填充有黄油。
其中，推送装置包括铝合金杆及连接在其端部的不锈钢接头，铝合金杆与不锈钢接头的直径相同。
其中，还包括直径大于保护装置的防摩擦装置，所述推送装置轴向穿过防摩擦装置。
附图说明
图1为现有的一发双收测井换能器。
图2为本实用新型中声波在保护装置中传播示意图。
图3为声波通过耦合剂在岩体中传播途径示意图。
图4为本实用新型中PPR管穿孔剖面示意图。
图5为本实用新型的波速测试装置结构示意图。
图6为本实用新型中推送装置的第一实施例示意图。
具体实施方式
为充分了解本实用新型的目的、特征及功效，现通过下述具体的实施例，并配合附图，对本实用新型做一详细说明如下：
如图5所示，本实用新型所述的水平钻孔岩体波速测试装置主要包括测井换能器1、套设在测井换能器外的保护装置2及活动连接在保护装置上的用于推送换能器到指定位置的推送装置3。
保护装置2包括多个钢制外壳21及螺纹连接在钢制外壳间的花管22。保护装置2靠近测井换能器1发射端F的端部设有推送接口，该推送接口通过卡扣、螺纹等连接方式与推送装置3活动连接。
钢制外壳21分别套设在测井换能器1的发射端F及两个接收端S1、S2外。如图4所示，花管22最佳采用壁上具有穿孔23的PPR管或尼龙棒。穿孔23环绕管壁分布，且交错排列，以使发射端F发射的声波沿PPR管或尼龙棒传播时，在穿孔处多次反射，从而消除保护装置2对测试结果的影响。具体来讲，如图2所示，采用壁上具有穿孔的PPR管或尼龙棒是因为加装保护装置后，发射端F发射的声波除了沿岩体滑行到达两个接收端S1、S2外，还会沿保护装置滑行到达上述两个接收端。因此，要得到可靠的岩体波速，必须消除保护装置对测试结果的影响，即应满足换能器由“发射端发射的声波”在岩体中传播的时间小于在保护装置中传播的时间，如图3所示，即应满足t1﹥t11，t2﹥t22。因穿孔的PPR管或尼龙棒具有较高的强度及多孔的特性，能够使波速低于850m/s，振幅在通过穿孔多次反射后，首波几乎看不到，而消除了保护装置2对测试结果的影响。
推送装置3包括杆部31及连接在其端部的接头32。根据测井换能器1推进所需深度将多个推送装置3的杆部31与接头32互相连接以实现推送。
进一步地，推送装置3通过以下两个实施例进行描述。
图6为本实用新型的推送装置3的第一实施例。如图所示，该推送装置3采用DN25镀锌管，杆部31直径小于接头32直径。该种结构的推送装置虽能实现将测井换能器1送至指定位置功能，但是在钻孔地层破碎时，孔内的掉块容易卡住接头，导致测井换能器脱落掉入孔内。若采用钻杆先行隔离钻孔再利用本实施例的推送装置推送换能器这一方法，接头容易卡在钻杆与钻孔的交接处，进而损坏换能器。
推送装置3的第二实施例更好地解决了上述问题。本实施例中推送装置3的杆部31采用外径32mm、壁厚3mm、长度2000mm(2m)的铝合金杆。接头32采用不锈钢接头，接头直径与铝合金杆直径相同，使整个推送装置3直径一致，有效地避免了上述卡阻问题的同时还降低了重量，减少了保护装置与钻孔壁的摩擦。高强度的铝合金杆确保了换能器在推拉过程中的安全，可推送换能器深度超过150m。
再如图5所示，本实用新型还包括防摩擦装置4。其中央具有沿轴向贯穿的通孔。该防摩擦装置4的直径大于推送装置3的直径。在推送测井换能器1时，将推送装置3的杆部31穿过防摩擦装置4的通孔然后连接到保护装置2上的推送接口，以减少推送过程中保护装置2与钻孔孔底的摩擦，有效降低了损耗。
良好的耦合剂是钻孔岩体波速测试要得到可靠波形的保障。对垂直钻孔的测试一般采用孔内泥浆作为耦合剂。但水平钻孔波速测试时孔内无法存储泥浆，测试过程中无法提供耦合剂。再者，换能器受重力影响，在钻孔内无法居中，影响测试效果。
为了解决上述问题，本实用新型采用黄油、水、高强度封隔胶囊与保护装置2的钢制外壳21形成复合耦合剂。
黄油填充在换能器发射端F及接收端S1、S2与其各自的钢制外壳间形成的空间中。
钢制外壳21外套设有高强度弹性层，该高强度弹性层形成包覆钢制外壳21的能够膨胀/收缩的封隔胶囊5。进一步地，封隔胶囊5的材质采用高强度橡胶，其能承受1MPa以上的压力，直径可膨胀到200mm，能够保证换能器1与钻孔孔壁充分耦合，以采集到良好的波形。
在保护装置2内设置有连通各封隔胶囊的气动管6，较佳为直径8mm气动弹簧管。位于发射端F的封隔胶囊5上设有能够向其内部注水的注水管7，离发射端F较远的接收端的封隔胶囊5上连接有排气口8。
利用本实用新型对水平钻孔进行测试时，先用注水泵通过注水管7向换能器1内注水，使本实用新型装置内的空气通过排气孔排出。待空气排完后关闭排气孔，将本实用新型推送至钻孔内指定位置，再用注水泵继续加压，使封隔胶囊5不断膨胀，待封隔胶囊5与岩体充分接触后即可测试(此时注水泵压力约为0.5MPa)。
本实用新型的波速测试装置具有以下优势：
1、保护装置强度高，能有效保护换能器的安全。采用钢结构和高强度尼龙棒/PPR管，能有效保护换能器在水平钻孔波速测试推拉过程中的安全。
2、易损部件更换方便。换能器的三个测头(发射端和接收端)各自独立，每个测头均可独立更换。
3、推送装置采用铝合金杆及不锈钢接头，有效降低了重量，减少了与孔壁的摩擦。
4、铝合金杆作为推杆强度高，确保了换能器在推拉过程中的安全。
5、推送装置的接头采用不锈钢接头，提高了接头部位的强度及抗磨性，有效防止了波速测试过程中长期拆卸导致的接头损坏。
6、防摩擦装置有效降低了推送过程中保护装置与钻孔孔底的摩擦。
可以理解为，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。