一种基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置与流程

本发明涉及一种基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，属于工程地质勘察。

背景技术：

1、目前，随着长距离大埋深隧道工程的增加，传统的垂直钻孔勘察方法遇到很大挑战。如果仍然使用传统的垂直钻孔勘察方法会面临很多问题，如所获得的地层信息不能满足工程设计需要，有效钻进长度过低，钻孔过深，钻孔数目过多，造价过高，受地形限制大等问题。

2、水平定向钻技术采用具有导向控向的设备在不开挖地表的情况下铺设供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线，该工法已经比较成熟，且具有精度高，造价低等优点。利用水平定向钻机沿隧道延伸方向钻进勘察，具有地形适应性好，地质参数获取容易、信息多，有效钻进长度长等优点，可以解决传统方法存在的问题，将是一种很好的替代技术，具有广阔的应用前景。

3、使用水平定向钻成孔后，进行孔内岩石强度原位测量是必要的。这里的岩石强度主要指岩石的原位单轴抗压强度。受限于高海拔地区的长距离大埋深隧道，原位测量装置难以到达地表下面进行准确的测量和分析，从而无法使地下情况直观得到反映，无法为水平定向钻进提供设计依据。其次，由于勘探孔孔径很小，大型设备难以在成孔内进行原位测量，且孔内地质情况复杂，由此也不宜通过人力进行测量。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，解决了现有技术中岩石强度原位测量装置需要人工操作、不适用在成孔内进行测量的问题。

2、为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

3、一种基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，包括x型脚架、电机、回弹锥头、回弹仪、联动杆、液压油缸、弧形保护壁和限位板；

4、回弹仪上端与联动杆丝杠连接，联动杆两端分别连接有电机，电机滑动连接在限位板上，电机沿限位板上下自由滑动，限位板固定连接在x型脚架上，回弹仪顶端固定连接有液压油缸，液压油缸顶端滑动连接在弧形保护壁上，液压油缸能沿弧形保护壁左右滑动，弧形保护壁两端分别固定连接在两侧的x型脚架上，回弹仪底部还连接有回弹锥头。

5、进一步地，前述装置一侧的x型脚架上固定有连接螺母，连接螺母上连接有钻杆。

6、进一步地，前述回弹仪内部安装有储存卡，储存卡用于记录每次回弹的测试结果。

7、进一步地，前述回弹仪内部安装有中继器，中继器用于实现长距离的信号通讯。

8、进一步地，前述弧形保护壁与液压油缸顶端之间还设有柔性板。

9、进一步地，前述回弹仪顶部与液压油缸之间还设有垫片。

10、进一步地，前述x型脚架的上下两端还设有脚支撑和伸缩臂，伸缩臂设置在x型脚架内，伸缩臂端部连接脚支撑。

11、进一步地，前述脚支撑前端设有红外线感应装置。

12、本发明所达到的有益效果：

13、1、通过电机和液压油缸共同作用满足回弹仪在同一平面多次测量，实现全方位的岩石强度的自动测量，无需人工介入，将在采集过程收集的数据，通过回弹仪内中继器的设置，将测量信息实时反馈到地表；

14、2、通过钻杆连接推动装置，实现在地下大埋深的水平孔段进行测量，减少人工操作；

15、3、顶部、底部脚支撑则保证装置与孔壁紧密结合，同时对孔壁稳定性的破坏性最小。

技术特征：

1.一种基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，其特征在于，包括x型脚架(2)、电机(7)、回弹锥头(8)、回弹仪(9)、联动杆(10)、液压油缸(12)、弧形保护壁(13)和限位板(14)；

2.根据权利要求1所述的基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，其特征在于，所述装置一侧的x型脚架(2)上固定有连接螺母(4)，所述连接螺母(4)上连接有钻杆(1)。

3.根据权利要求1所述的基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，其特征在于，所述回弹仪(9)内部安装有储存卡(6)，所述储存卡(6)用于记录每次回弹的测试结果。

4.根据权利要求1所述的基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，其特征在于，所述回弹仪(9)内部安装有中继器，所述中继器用于实现长距离的信号通讯。

5.根据权利要求1所述的基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，其特征在于，所述弧形保护壁(13)与液压油缸(12)顶端之间还设有柔性板(15)。

6.根据权利要求1所述的基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，其特征在于，所述回弹仪(9)顶部与液压油缸(12)之间还设有垫片(11)。

7.根据权利要求1所述的基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，其特征在于，所述x型脚架(6)的上下两端还设有脚支撑(3)和伸缩臂(5)，所述伸缩臂(5)设置在x型脚架(6)内，所述伸缩臂(5)端部连接脚支撑(3)。

8.根据权利要求7所述的基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，其特征在于，所述脚支撑(3)前端设有红外线感应装置。

技术总结
本发明公开了一种基于回弹方法的水平定向钻孔岩石强度原位测量装置，包括X型脚架、电机、回弹锥头、回弹仪、联动杆、液压油缸、弧形保护壁和限位板，回弹仪上端与联动杆丝杠连接，联动杆两端分别连接有电机，电机滑动连接在限位板上，电机沿限位板上下自由滑动，限位板固定连接在X型脚架上，回弹仪顶端固定连接有液压油缸，液压油缸顶端滑动连接在弧形保护壁上，液压油缸能沿弧形保护壁左右滑动，弧形保护壁两端分别固定连接在两侧的X型脚架上，回弹仪底部还连接有回弹锥头。

技术研发人员：李明,王祥,黄胜,苏陈,孙左帅,王帅,曹洋,王煜
受保护的技术使用者：徐州徐工基础工程机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16