一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置，包括儲(chǔ)水器和耦合氣囊及連接二者的密封連接件，還有用于密封儲(chǔ)水器另一端的第一密封件和用于密封耦合氣囊另一端的第二密封件；儲(chǔ)水器由儲(chǔ)水器外殼和位于外殼內(nèi)氣囊及水組成；所述的第一密封件上設(shè)有通氣孔，所述的氣囊一端套設(shè)在第一密封件上，且第一密封件上通氣孔的內(nèi)端位于氣囊內(nèi)；所述的密封連接件上設(shè)有把儲(chǔ)水器內(nèi)的水過(guò)渡到耦合氣囊內(nèi)的過(guò)水孔；所述的第二密封件上設(shè)有過(guò)線孔，位于耦合氣囊內(nèi)的聲波探頭的電線通過(guò)過(guò)線孔引到第二密封件外，檢測(cè)方便，在干孔測(cè)試時(shí)現(xiàn)場(chǎng)不在需要水、電、水泵，突破了傳統(tǒng)的檢測(cè)方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物探專(zhuān)業(yè)鉆孔聲波測(cè)試探頭附屬設(shè)施，尤其涉及一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，工程地質(zhì)勘察時(shí)，經(jīng)常采用鉆探方法對(duì)地下地層進(jìn)行研究，也經(jīng)常采用鉆孔取芯。通過(guò)開(kāi)挖平硐來(lái)洞察巖體也是常用的基礎(chǔ)勘察手段，可現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是，火工材料辦理難度越來(lái)越大，相反，業(yè)主要求的勘察工期越來(lái)越短，這些矛盾越來(lái)越突出。利用高效的鉆孔手段替代平硐手段是勘探行業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)?？梢灶A(yù)測(cè)，以后鉆孔工作量越來(lái)越大，涉及孔內(nèi)聲波測(cè)試的工作越來(lái)越多，可聲波測(cè)試時(shí)會(huì)碰到以下兩個(gè)難題:干孔和深孔內(nèi)難以進(jìn)行超聲波測(cè)試。
[0003]1干孔內(nèi)難以進(jìn)行超聲波測(cè)試
在鉆孔內(nèi)進(jìn)行聲波測(cè)試時(shí)，需要一發(fā)雙收(或多收)聲波測(cè)試探頭，聲波探頭與孔壁必須通過(guò)水耦合。目前，現(xiàn)場(chǎng)施工條件越來(lái)越復(fù)雜，鉆孔比較破碎，測(cè)試的深度越來(lái)越大(在水電行業(yè)200多米深的孔越來(lái)越常見(jiàn))，方向有垂直朝上、垂直朝下、水平、斜向上或斜向下，這些孔難以保存水，尤其是朝上、斜向上和水平孔。孔內(nèi)沒(méi)水，無(wú)法實(shí)現(xiàn)聲波探頭與孔壁的耦合，從而導(dǎo)致該方法測(cè)試工作無(wú)法進(jìn)行。
[0004](1)目前市場(chǎng)上有最先進(jìn)的、針對(duì)“朝上孔”的干孔耦合裝置，工作過(guò)程如下: 第一步:通過(guò)鐵桿把聲波探頭向上推到鉆孔測(cè)試位置。
[0005]第二步:向固定在探頭尾部的氣囊打氣，待氣囊與孔壁充分接觸后，通過(guò)上水管由水泵向氣囊上部的孔內(nèi)注水，當(dāng)水浸沒(méi)探頭后，探頭與孔壁得到充分耦合，即可進(jìn)行測(cè)試。
[0006]第三步:測(cè)試完畢后，釋放氣囊內(nèi)的空氣，水靠重力自然向下流出，把探頭移到下一測(cè)試點(diǎn)。由于孔內(nèi)需要頻繁注水、放水，在孔下工作的人員及時(shí)在穿上雨衣的情況下也經(jīng)常被淋成“落湯雞”，尤其在冬季，方法難以實(shí)現(xiàn)。另外，現(xiàn)場(chǎng)需要水、電、水泵等，有時(shí)這些條件根本滿(mǎn)足不了，非常不便，不太適用，多年來(lái)推廣效果不佳。
[0007](2)市場(chǎng)上針對(duì)“朝下孔”的干孔耦合裝置，按照以下工作過(guò)程進(jìn)行:
第一步:先向固定在探頭頭部的氣囊打氣，待氣囊與孔壁充分接觸后，通過(guò)注水管由水泵向氣囊上部的孔內(nèi)注水，當(dāng)水侵過(guò)探頭后，探頭與孔壁得到充分耦合，即可進(jìn)行測(cè)試。
[0008]第二步:測(cè)試完畢后，釋放氣囊內(nèi)的空氣，水靠重力自然向下流出，把探頭移到下一測(cè)試點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)需要水、電、水泵等，有時(shí)這些條件根本滿(mǎn)足不了，尤其在前期外業(yè)勘察時(shí)，不是沒(méi)水，就是缺電。還有一種情況，如果向孔內(nèi)注的水太多，氣囊受水重力影響，會(huì)向下移動(dòng)，氣囊容易被磨破；如果孔內(nèi)水太少，探頭不能完全浸沒(méi)。當(dāng)記錄品質(zhì)差時(shí)，也難以判斷是由于巖體破碎引起，還是因?yàn)樗?，探頭畢竟在孔內(nèi)，也難以把握孔內(nèi)注水多少。
[0009]以上裝置是當(dāng)前物探行業(yè)針對(duì)干孔最好的耦合裝置，但均離不開(kāi)水和電。當(dāng)孔為水平孔時(shí)，以上兩種探頭均無(wú)法使用。
[0010]2深孔內(nèi)難以進(jìn)行超聲波測(cè)試超聲波測(cè)試探頭耐壓的程度是有限的，一般情況下，可以通過(guò)向孔內(nèi)注水的方式進(jìn)行耦合。碰到較深的鉆孔時(shí)，可能會(huì)碰到兩種情況:孔內(nèi)有水和沒(méi)水。
[0011](1)在干孔內(nèi)可以注滿(mǎn)水的條件下，當(dāng)測(cè)到深部時(shí)，受水壓的影響，發(fā)射和接收探頭效果明顯差，采集的原始記錄品質(zhì)差，經(jīng)常導(dǎo)致無(wú)法獲得測(cè)試數(shù)據(jù)的后果，有時(shí)甚至還會(huì)導(dǎo)致探頭損壞。
[0012](2)在現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)水時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)探頭與孔壁耦合，無(wú)法進(jìn)行超聲波測(cè)試。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對(duì)上述的問(wèn)題，發(fā)明了聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置。本發(fā)明提供一種無(wú)需水、電，及水泵的傳統(tǒng)的注水和放水的思路，采用充氣和排氣方法來(lái)實(shí)現(xiàn)探頭與孔壁水耦合。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置，包括聲波探頭，聲波探頭外包裹的耦合氣囊和儲(chǔ)水器，還包括連接并密封儲(chǔ)水器與耦合氣囊的密封連接件、用于密封儲(chǔ)水器另一端的第一密封件和用于密封耦合氣囊另一端的第二密封件；
所述的儲(chǔ)水器由儲(chǔ)水器外殼、位于儲(chǔ)水器外殼內(nèi)的充氣氣囊和水組成；
所述的第一密封件上設(shè)有通氣孔，充氣氣囊套設(shè)在第一密封件上，且該通氣孔與充氣氣囊導(dǎo)通；
所述的密封連接件上設(shè)有儲(chǔ)水器與耦合氣囊相互導(dǎo)通的過(guò)水孔；
所述的第二密封件上設(shè)有過(guò)線孔，聲波探頭的電線通過(guò)過(guò)線孔延伸到第二密封件外。
[0015]還包括進(jìn)氣管道，所述的進(jìn)氣管道一端設(shè)在第二密封件的外端且與設(shè)在第二密封件外的打氣筒連接，另一端穿過(guò)第二密封件、耦合氣囊、密封連接件、儲(chǔ)水器與第一密封件上的通氣孔連接。
[0016]所述的充氣氣囊位于儲(chǔ)水器外殼的中部。
[0017]所述的第二密封件的后端設(shè)有安裝扶桿的凹槽，該凹槽與過(guò)線孔相通。
[0018]所述的打氣筒與進(jìn)氣管道之間設(shè)有三通閥。
[0019]本發(fā)明采用上述的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明改變了孔內(nèi)必須有水才能測(cè)試的傳統(tǒng)；
2.針對(duì)水平干孔也可以進(jìn)行檢測(cè)；
3.可以實(shí)現(xiàn)向上、向下傾斜干孔聲波測(cè)試；
4.也可以實(shí)現(xiàn)有水的鉆孔聲波測(cè)試；
5.在測(cè)量的過(guò)程中不會(huì)對(duì)人造成傷害，不會(huì)被澆成“落湯雞”。
[0020]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是儲(chǔ)水器部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是耦合部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]1、第一密封件；2、充氣氣囊；3、儲(chǔ)水器外殼；4、密封連接件；5、耦合氣囊；6、聲波探頭；7、第二密封件；8、過(guò)水孔；9、進(jìn)氣管道；10、凹槽；11、扶桿；12、打氣筒；13、水；14、儲(chǔ)水器；15、通氣孔。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明:
如圖1、2、3所示的一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置，包括聲波探頭6，聲波探頭6外包裹的耦合氣囊5和儲(chǔ)水器14，連接并密封儲(chǔ)水器14與耦合氣囊5的密封連接件
4、用于密封儲(chǔ)水器14另一端的第一密封件1和用于密封耦合氣囊5另一端的第二密封件7 ;儲(chǔ)水器14由儲(chǔ)水器外殼3、位于儲(chǔ)水器外殼3內(nèi)的充氣氣囊2和水13組成；第一密封件1上設(shè)有通氣孔15，充氣氣囊2套設(shè)在第一密封件1上，且該通氣孔15與充氣氣囊2導(dǎo)通；密封連接件4上設(shè)有儲(chǔ)水器14與耦合氣囊5相互導(dǎo)通的過(guò)水孔8 ;第二密封件7上設(shè)有過(guò)線孔，聲波探頭6的電線通過(guò)過(guò)線孔延伸到第二密封件7外。
[0024]在工作的過(guò)程中，當(dāng)把該耦合裝置安置到需要測(cè)試的位置時(shí)，通過(guò)通氣孔15向位于儲(chǔ)水器14內(nèi)的充氣氣囊氣囊2打氣，充氣氣囊2膨脹，體積增大，儲(chǔ)水器14內(nèi)的水13會(huì)得到來(lái)自充氣氣囊2的擠壓力，水13會(huì)通過(guò)密封連接件4上的過(guò)水孔8進(jìn)入耦合氣囊5內(nèi)，耦合氣囊5膨脹，當(dāng)耦合氣囊5與孔壁充分接觸后(中間存在一定積壓力)，位于耦合氣囊5內(nèi)的聲波探頭4與孔壁耦合，此時(shí)可以對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。該點(diǎn)測(cè)試結(jié)束后，排出位于儲(chǔ)水器14內(nèi)充氣氣囊2中的氣體，儲(chǔ)水器14內(nèi)的壓強(qiáng)減小，耦合氣囊5內(nèi)的水13回流到儲(chǔ)水器14內(nèi)，耦合氣囊5與孔壁分開(kāi)，可以移動(dòng)探頭到下一個(gè)測(cè)試點(diǎn)。重復(fù)以上過(guò)程，水13在儲(chǔ)水器14和耦合氣囊5之間來(lái)回流動(dòng)，解決了目前需要通過(guò)水、電、水泵傳統(tǒng)的檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)各測(cè)點(diǎn)耦合的問(wèn)題。
[0025]在上述實(shí)施例中，為了方便在實(shí)用的過(guò)程中隨時(shí)為該裝置內(nèi)充氣，還設(shè)計(jì)了進(jìn)氣管道9，所述的進(jìn)氣管道一端設(shè)在第二密封件7的外端且與設(shè)在第二密封件7外的打氣筒12連接，另一端穿過(guò)第二密封件7、耦合氣囊5、密封連接件4、儲(chǔ)水器14與第一密封件1上的通氣孔15連接，所述的打氣筒12與進(jìn)氣管道9之間設(shè)有三通閥，在工作時(shí)，把打氣筒12與進(jìn)氣管道9連通的三通閥端打開(kāi)，利用打氣筒12通過(guò)進(jìn)氣管道9通氣孔15向位于儲(chǔ)水器14內(nèi)的充氣氣囊氣囊2打氣，充氣氣囊2膨脹，體積增大，儲(chǔ)水器14內(nèi)的水13會(huì)得到來(lái)自充氣氣囊2的擠壓力，水13會(huì)通過(guò)密封連接件4上的過(guò)水孔8進(jìn)入耦合氣囊5內(nèi)，耦合氣囊5膨脹，當(dāng)耦合氣囊5與孔壁充分接觸后(中間存在一定積壓力)，位于耦合氣囊5內(nèi)的聲波探頭4與孔壁耦合，此時(shí)可以對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。該點(diǎn)測(cè)試結(jié)束后，轉(zhuǎn)換三通閥，使儲(chǔ)水器14內(nèi)充氣氣囊2中的氣體，通過(guò)進(jìn)氣管道9和三通閥排出該耦合裝置，儲(chǔ)水器14內(nèi)的壓強(qiáng)減小，耦合氣囊5內(nèi)的水13回流到儲(chǔ)水器14內(nèi)，耦合氣囊5與孔壁分開(kāi)，可以移動(dòng)探頭到下一個(gè)測(cè)試點(diǎn)。重復(fù)以上過(guò)程，水13在儲(chǔ)水器14和耦合氣囊5之間來(lái)回流動(dòng)，解決了目前需要通過(guò)水、電、水泵傳統(tǒng)的檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)各測(cè)點(diǎn)耦合的問(wèn)題。
[0026]在上述的實(shí)施例中，為了充氣氣囊2在充氣的過(guò)程中比較穩(wěn)定，并且儲(chǔ)水器14中的水能夠平穩(wěn)的進(jìn)入到耦合氣囊5中，充氣氣囊2設(shè)計(jì)在儲(chǔ)水器14外殼3的中部。
[0027]在上述的實(shí)施例中，為了方便該裝置能夠順利的進(jìn)入到鉆孔中，所述的第二密封件11的后端設(shè)有安裝扶桿11的凹槽10，該凹槽10與過(guò)線孔相通，在使用的過(guò)程中，凹槽10中可以安置扶桿11，幫助該裝置進(jìn)入到鉆孔中。
[0028]在上述的實(shí)施例中，儲(chǔ)水外殼3為3mm厚PVC管?’氣囊2為直筒狀、厚1mm、內(nèi)徑30mm，充氣氣囊2需要用天然橡膠、柔韌性好、強(qiáng)度高的材料制成；第一密封件1、密封連接件4、第二密封件7為尼龍材料或其它輕質(zhì)高強(qiáng)度材料；第一密封件1的一端是可塞入到儲(chǔ)水外殼3，并能夠?qū)?chǔ)水器14進(jìn)行密封的圓柱體，密封連接件4的兩端是分別可以塞入到儲(chǔ)水外殼3和耦合氣囊5中，且能夠密封儲(chǔ)水器14和耦合氣囊5的圓柱體，第二密封件7的一端是可塞入到耦合氣囊5，并能夠?qū)︸詈蠚饽?進(jìn)行密封的圓柱體；耦合氣囊5為直筒狀、厚1.5mm、內(nèi)徑50mm，要求天然橡膠、柔韌性好、強(qiáng)度高的材料制成。
[0029]以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置，包括聲波探頭(6 )，聲波探頭(6 )外包裹的耦合氣囊(5)和儲(chǔ)水器(14)，其特征在于，還包括連接并密封儲(chǔ)水器(14)與耦合氣囊(5)的密封連接件(4)、用于密封儲(chǔ)水器(14)另一端的第一密封件(I)和用于密封耦合氣囊(5)另一端的第二密封件(7); 所述的儲(chǔ)水器(14)由儲(chǔ)水器外殼(3)、位于儲(chǔ)水器外殼(3)內(nèi)的充氣氣囊(2)和水(13)組成； 所述的第一密封件(I)上設(shè)有通氣孔(15 )，充氣氣囊(2 )套設(shè)在第一密封件(I)上，且該通氣孔(15)與充氣氣囊(2)導(dǎo)通； 所述的密封連接件(4)上設(shè)有儲(chǔ)水器(14)與耦合氣囊(5)相互導(dǎo)通的過(guò)水孔(8)； 所述的第二密封件(7)上設(shè)有過(guò)線孔，聲波探頭(6)的電線通過(guò)過(guò)線孔延伸到第二密封件(7)外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置，其特征在于，還包括進(jìn)氣管道(9)，所述的進(jìn)氣管道一端設(shè)在第二密封件(7)的外端且與設(shè)在第二密封件(7)外的打氣筒(12)連接，另一端穿過(guò)第二密封件(7)、耦合氣囊(5)、密封連接件(4)、儲(chǔ)水器(14)與第一密封件(I)上的通氣孔(15)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置，其特征在于，所述的充氣氣囊(2)位于儲(chǔ)水器(14)外殼(3)的中部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置，其特征在于，所述的第二密封件(11)的后端設(shè)有安裝扶桿(11)的凹槽(10)，該凹槽(10)與過(guò)線孔相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聲波全方位測(cè)試干孔探頭的耦合裝置，其特征在于，所述的打氣筒(12)與進(jìn)氣管道(9)之間設(shè)有三通閥。
【文檔編號(hào)】E21B47/00GK104278983SQ201410523153
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】陳衛(wèi)東 申請(qǐng)人:中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司