一种工程地质勘察压水试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及压水试验设备领域，具体地说是涉及一种工程地质勘察压水试验装置。


背景技术：

2.工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。压水试验是用高压方式把水压入钻孔，根据岩体吸水量计算了解岩体裂隙发育情况和透水性的一种原位试验。压水试验是用专门的止水设备把一定长度的钻孔试验段隔离出来，然后用固定的水头向这一段钻孔压水，水通过孔壁周围的裂隙向岩体内渗透，最终渗透的水量会趋于一个稳定值。根据压水水头、试段长度和稳定渗入水量，可以判定岩体透水性的强弱。目前的工程地质勘察用的压水试验装置，当钻杆在压入过程中，大量的泥土进入钻杆内部与钻孔相连通的出水孔内，造成阻塞，影响试验结果，而且大量的泥土进入钻杆造成清洁困难，影响下次试验的试验效率。
3.为了解决泥土对钻杆出水孔易造成堵塞的问题，专利号为202021480816.6的中国实用新型专利公开了一种工程地质勘察压水试验装置，该装置通过可拆卸的塑料插片对导水口或者说出水孔进行封堵，虽解决了泥土对导水口堵塞的问题，但塑料插片需要频繁的装卸，如当需要压入钻杆时，此时需要安装塑料插片，当需要压水试验时，则需要将塑料插片拆卸下来，而且塑料插片拆装时均需要将钻杆从钻孔中拔出，操作比较繁琐费力，更加不适用于在不同深度位置的压水试验。


技术实现要素：

4.基于上述技术问题，本实用新型提出一种工程地质勘察压水试验装置。
5.本实用新型所采用的技术解决方案是：
6.一种工程地质勘察压水试验装置，包括钻杆，在钻杆的底部设置有钻头，钻杆的内部中空，在钻杆的内侧设置有密封板，所述密封板、钻杆的侧壁和钻头之间形成密闭的注水腔室；
7.注水腔室通过注水管与注水箱相连通，在密封板上设置有便于注水管穿过的第一通孔；
8.在钻杆的侧壁上设置有弧形凹槽，在弧形凹槽的一端设置有导水口，导水口与注水腔室相连通，在导水口的外侧设置有活动封堵，活动封堵置于弧形凹槽中，活动封堵与摆杆的一端连接，摆杆的另一端连接在中心杆上，所述中心杆固定在钻头的中心位置处；
9.所述密封板包括圆形板体，在圆形板体的底部边缘处设置有截面呈l形的环形支架，在环形支架上设置有环形密闭气囊，环形密闭气囊通过充气管连接充气泵，在密封板上设置有便于充气管穿过的第二通孔。
10.优选的，所述导水口处设置有过滤网，在过滤网上设置有便于摆杆来回移动的条形口。
11.优选的，所述活动封堵是由金属材料制成的，两端扁平锋利，中间隆起。
12.优选的，所述密封板的上方还设置有安装板，在安装板上设置有调节螺栓，调节螺栓的底部与密封板相连接；在调节螺栓的栓柱上设置有外螺纹，在安装板上设置有螺孔，在螺孔的内侧壁上设置有内螺纹槽；所述安装板和密封板均与钻杆的内侧壁转动密封连接。
13.优选的，该压水试验装置还包括压力测试表，压力测试表的检测端伸入至注水腔室中。
14.优选的，在密封板的边缘底部和钻杆的内壁上且位于密封板的下方位置处均设置有密封圈。
15.优选的，所述钻杆包括主体段和下部连接段，主体段的底部和下部连接段的顶部通过螺母连接，所述钻头连接在下部连接段的底部，所述弧形凹槽设置在下部连接段。
16.本实用新型的有益技术效果是：
17.本实用新型采用弧形凹槽和活动封堵等配合结构，既可起到挡护作用，防止压入钻杆时泥土对导水口堵塞，又不需要频繁的安装拆卸操作，当需要压水试验时，将钻头反向转动，即可使导水口敞开，操作简单方便。而且本实用新型还可根据需要进行不同深度段体处的压水试验操作，当需要向下钻进时，将钻头正向转动，此时活动封堵将导水口封堵。另外，本实用新型还通过可充气的环形密闭气囊进行充气密封，确保了注水腔室的密闭效果，保证了试验结果的准确性。
附图说明
18.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
19.图1为本实用新型的整体结构原理示意图；
20.图2为本实用新型中钻杆部分的结构原理示意图；
21.图3为本实用新型中钻杆局部位置的横切剖面图，主要示出导水口开启与关闭的原理图，图中示出导水口的关闭状态；
22.图4为本实用新型中钻杆局部位置的横切剖面图，主要示出导水口开启与关闭的原理图，图中示出导水口的开启状态；
23.图5为本实用新型中钻杆在侧壁开设弧形凹槽处的局部俯视原理图；
24.图6为本实用新型中钻杆部分另一种实施方式的结构原理示意图；
25.图7为图6的局部放大图。
具体实施方式
26.结合附图，一种工程地质勘察压水试验装置，包括钻杆1，在钻杆1的底部设置有钻头2，钻杆1的内部中空。在钻杆1的内侧设置有密封板3，所述密封板3、钻杆1的侧壁和钻头2之间形成密闭的注水腔室4。注水腔室4通过注水管5与注水箱6相连通，在密封板3上设置有便于注水管穿过的第一通孔。在钻杆1的侧壁上设置有弧形凹槽7，在弧形凹槽的一端设置有导水口8，导水口8与注水腔室4相连通，在导水口8的外侧设置有活动封堵9，活动封堵9置于弧形凹槽7中，活动封堵9与摆杆10的一端连接，摆杆10的另一端连接在中心杆11上，所述中心杆11固定在钻头2的中心位置处。当钻头正向转动时，活动封堵9处于靠近弧形凹槽7的一端处，活动封堵9将导水口8封堵住，避免压入钻杆时泥土对导水口8堵塞。当钻杆钻进到
测量位置，需要进行压水试验时，将钻头2反向转动一定角度，此时活动封堵9处于靠近弧形凹槽7的另一端处，导水口8敞开，可进行压水试验测定。所述密封板3包括圆形板体，在圆形板体的底部边缘处设置有截面呈l形的环形支架301，在环形支架上设置有环形密闭气囊12，环形密闭气囊12通过充气管13连接充气泵14，在密封板上设置有便于充气管穿过的第二通孔。
27.本实用新型采用弧形凹槽和活动封堵等配合结构，既可起到挡护作用，防止压入钻杆时泥土对导水口堵塞，又不需要频繁的安装拆卸操作，当需要压水试验时，将钻头反向转动，即可使导水口敞开，操作简单方便。而且本实用新型还可根据需要进行不同深度段体处的压水试验操作，当需要向下钻进时，将钻头正向转动，此时活动封堵将导水口封堵。另外，本实用新型还通过可充气的环形密闭气囊进行充气密封，确保了注水腔室的密闭效果，保证了试验结果的准确性。
28.作为对本实用新型的进一步设计，所述导水口8处设置有过滤网15，在过滤网15上设置有便于摆杆10来回移动的条形口16。通过该结构设置，过滤网15可进一步起到防止钻杆外部泥土等杂物进入钻杆内部注水腔室的效果，而且不会对带动活动封堵移动的摆杆10的来回移动造成影响。
29.更进一步的，所述活动封堵9是由金属材料制成的，两端扁平锋利，中间隆起。在钻杆钻进的过程中，难免会有泥土等物充填于弧形凹槽中，这样当钻杆反向转动准备压水试验时，活动封堵可将弧形凹槽中的泥土等清理出来，防止堵塞导水口，以对压水试验造成影响。
30.进一步的，所述密封板3的上方还设置有安装板17，在安装板上设置有调节螺栓20，调节螺栓20的底部与密封板3相连接，通过调节螺栓可调整密封板3在钻杆1中的位置。在调节螺栓的栓柱上设置有外螺纹，在安装板上设置有螺孔，在螺孔的内侧壁上设置有内螺纹槽。所述安装板17和密封板3均与钻杆的内侧壁转动密封连接，具体可采用转动轴承和/或转动密封圈等常规结构进行实现。
31.更进一步的，该压水试验装置还包括压力测试表18，压力测试表18的检测端伸入至注水腔室4中。通过压力测试表18可对注水腔室4中的压力进行实时测定，便于压水试验的顺利进行。
32.进一步的，在密封板3的边缘底部和钻杆的内壁上且位于密封板的下方位置处均设置有密封垫圈19，密封垫圈19可配合充气后的环形密闭气囊12起到对注水腔室4的良好密封效果。
33.更进一步的，上述钻杆1包括主体段101和下部连接段102，主体段的底部和下部连接段的顶部通过螺母103连接，所述钻头2连接在下部连接段102的底部，所述弧形凹槽7设置在下部连接段。通过该结构方式，方便了钻杆1的组装拆卸，而且也可根据压水试验需要更换不同长度的主体段，更加灵活，应用面更广。钻杆1可通过动力系统等带动旋转。
34.本实用新型的工作过程大致如下：
35.当需要进行压水试验时，先通过动力系统带动钻头正向转动，以压入钻杆。动力系统正向转动时，活动封堵9处于靠近弧形凹槽7的一端处，活动封堵9将导水口8封堵住，避免压入钻杆时泥土对导水口8堵塞。当钻杆钻进到测量位置，需要进行压水试验时，将钻头2反向转动一定角度，此时活动封堵9处于靠近弧形凹槽7的另一端处，导水口8敞开，可进行压
水试验测定。
36.开启充气泵14，充气泵14通过充气管13给环形密闭气囊12充气，充气完成后，使得注水腔室与钻杆的侧壁之间得到较好地密封。此时，开启注水箱6，注水箱6通过注水管5给注水腔室4进行注入高压水，注水腔室4中的水经导水口8压入岩体中，进行该深度位置段体处的压水试验。
37.压水试验完成后，关闭充气泵14和注水管5，继续向下压入钻杆1，当钻杆1压入到下一压水试验测定位置时，反向转动钻杆，再次开启充气泵14和注水管5，重复上述压水试验步骤即可。
38.上述调节螺栓20可在压水试验前根据需要调整密封板3在钻杆1中的位置。
39.上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。