一种破碎岩体干孔声波耦合测试方法及装置与流程

本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤其是涉及破碎岩体干孔声波耦合测试方法及装置。

背景技术：

工程勘察中利用钻孔进行测试的工程很多，但由于许多钻孔存在渗漏，孔内无水等液态介质，往往许多钻孔或孔段由于渗漏缺水而无法进行声波测试工作，从而失去获取钻孔声波资料的机会。

现有技术中，申请号为zl201220272784.x实用新型公开了一种干孔声波探头贴壁装置，包括一个声波发射探头和两个声波接收探头，声波发射探头与两个声波接收探头采用导线前后串联，其特征为在声波发射探头和第一个声波接收探头上各设一个弹片卡环，每个弹片卡环设有不锈钢弹片，在导线上位于每个不锈钢弹片的下方各设一个磁力器，磁力器通过连接电缆接12v电瓶。由于探头可以贴附在孔壁上，进行声波测试时声波发射探头发射的声波能沿着孔壁岩体介质传播并被两个声波接收探头所接收，从而达到测试孔壁岩体的质量情况。该实用新型只是解决了声波探头贴壁好与不好的问题，但未解决主要的耦合问题。

另外，专利名称为“一种干孔声波喷水耦合测试装置”(cn205670136u)实用新型公开了一种干孔声波喷水耦合测试装置，包括声波探头、贴壁弹簧和直接喷水耦合的声波测试装置。该装置在完整光滑的岩体表面基本达到耦合要求，但对破碎岩体耦合效果差。

在试验中，有无耦合，声波传播能量一般差数倍～数十倍，在耦合差的情况下，大多数孔段无法完成声波测试。因此，现有技术依然不够理想。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种破碎岩体干孔声波耦合测试方法及装置，在破碎岩体干孔声波测试中采用喷耦合液与贴壁的方式，达到声波探头与孔壁达到良好的耦合状态，使干孔声波测试容易实现并满足现有声波仪器的测试要求。

本发明的技术方案如下：

一种破碎岩体干孔声波耦合测试方法，该方法采用一种干孔声波耦合测试装置，这种装置声波探头两侧分别设置贴壁弹簧和耦合液喷口，地面设置耦合液控制器，干孔声波测试时，在耦合段声波探头采用均速移动均匀喷出耦合液的方式提供耦合，定点测试声波值。

基于以上方法，本发明的一种干孔声波耦合测试装置，包括声波探头、贴壁弹簧、声波发射探头、声波接受探头、耦合液喷口、耦合段、管缆、耦合液管、移动信号电缆、耦合液控制器、声波信号电缆、声波仪、牵引绳、牵引绳转盘、三脚架，其中，声波探头右侧设置两个贴壁弹簧，使声波发射探头与声波接受探头贴壁，耦合液喷口设置在声波探头左侧，在耦合段由耦合控制器控制喷液量，声波探头由管缆与声波仪和耦合控制器连接。

进一步的，地面设置三脚架固定牵引绳转盘，声波探头通过牵引绳由牵引绳转盘带动上下移动，牵引绳转盘与耦合控制器通过移动信号电缆连接。

进一步的，贴壁弹簧与耦合液喷口处于声波探头的右左对立反面，喷口为横向排列中间大两侧小的三个喷液点，中间喷口直径4～5mm，中间喷口与两侧喷口的面积比约为2:1，中间喷口与两侧喷口的边缘距离1.5～2mm。

进一步的，耦合液管包含在管缆中，由三根液管组成，分别连接声波探头上中下三个耦合液喷口；耦合控制器包含有耦合液和三个独立的液泵系统，在地面分别与上中下三个耦合液喷口连接。

进一步的，在耦合段上，声波探头由耦合控制器控制，每个耦合液喷口以0.5～1.5毫升/cm喷出耦合液。

本发明的破碎岩体干孔声波耦合测试方法及装置可以使破碎岩体干孔声波测试方便完成，并使其测试效果接近饱和水耦合的程度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的耦合面示意图。

附图中的标记为：1-声波探头、2-贴壁弹簧、3-声波发射探头、4-声波接受探头、5-耦合液喷口、6-耦合段、7-管缆、8-耦合液管、9-移动信号电缆、10-耦合液控制器、11-声波信号电缆、12-声波仪、13-牵引绳、14-牵引绳转盘、15-三脚架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明是这样实施的：

声波探头1通过牵引绳13由牵引绳转盘14带动上下移动，地面设置三脚架15固定牵引绳转盘14，牵引绳转盘14与耦合控制器10通过移动信号电缆9连接；声波探头1再由管缆7与声波仪12和耦合控制器10连接；耦合液管8包含在管缆7中，由三根液管组成，分别连接声波探头1上中下三个耦合液喷口5；耦合控制器10包含有耦合液和三个独立的液泵系统，在地面分别与上中下三个耦合液喷口5连接；

在孔中，声波探头1右侧设置两个贴壁弹簧2，使声波发射探头3与声波接受探头4贴壁，耦合液喷口5设置在声波探头1左侧；喷口为横向排列中间大两侧小的三个喷液点，中间喷口直径4～5mm，中间喷口与两侧喷口的面积比约为2:1，中间喷口与两侧喷口的边缘距离1.5～2mm。在耦合段6上，声波探头1由耦合控制器10控制喷液量，每个耦合液喷口5以0.5～1.5毫升/cm喷出耦合液；破碎岩体干孔声波测试时，在耦合段6声波探头1采用均速移动均匀喷出耦合液的方式提供耦合，之后，可定点测试声波值。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。