一種聲波全方位測試干孔探頭的耦合裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種聲波全方位測試干孔探頭的耦合裝置，包括儲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；儲水器由儲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)有把儲水器內(nèi)的水過渡到耦合氣囊內(nèi)的過水孔；所述的第二密封件上設(shè)有過線孔，位于耦合氣囊內(nèi)的聲波探頭的電線通過過線孔引到第二密封件外，檢測方便，在干孔測試時現(xiàn)場不在需要水、電、水泵，突破了傳統(tǒng)的檢測方法。
【專利說明】一種聲波全方位測試干孔探頭的耦合裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物探專業(yè)鉆孔聲波測試探頭附屬設(shè)施，尤其涉及一種聲波全方位測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，經(jīng)常采用鉆探方法對地下地層進(jìn)行研究，也經(jīng)常采用鉆孔取芯。通過開挖平硐來洞察巖體也是常用的基礎(chǔ)勘察手段，可現(xiàn)實問題是，火工材料辦理難度越來越大，相反，業(yè)主要求的勘察工期越來越短，這些矛盾越來越突出。利用高效的鉆孔手段替代平硐手段是勘探行業(yè)未來發(fā)展的趨勢?？梢灶A(yù)測，以后鉆孔工作量越來越大，涉及孔內(nèi)聲波測試的工作越來越多，可聲波測試時會碰到以下兩個難題:干孔和深孔內(nèi)難以進(jìn)行超聲波測試。
[0003]1干孔內(nèi)難以進(jìn)行超聲波測試
在鉆孔內(nèi)進(jìn)行聲波測試時，需要一發(fā)雙收(或多收)聲波測試探頭，聲波探頭與孔壁必須通過水耦合。目前，現(xiàn)場施工條件越來越復(fù)雜，鉆孔比較破碎，測試的深度越來越大(在水電行業(yè)200多米深的孔越來越常見)，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?？變?nèi)沒水，無法實現(xiàn)聲波探頭與孔壁的耦合，從而導(dǎo)致該方法測試工作無法進(jìn)行。
[0004](1)目前市場上有最先進(jìn)的、針對“朝上孔”的干孔耦合裝置，工作過程如下: 第一步:通過鐵桿把聲波探頭向上推到鉆孔測試位置。
[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，通過上水管由水泵向氣囊上部的孔內(nèi)注水，當(dāng)水浸沒探頭后，探頭與孔壁得到充分耦合，即可進(jìn)行測試。
[0006]第三步:測試完畢后，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，方法難以實現(xiàn)。另外，現(xiàn)場需要水、電、水泵等，有時這些條件根本滿足不了，非常不便，不太適用，多年來推廣效果不佳。
[0007](2)市場上針對“朝下孔”的干孔耦合裝置，按照以下工作過程進(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，通過注水管由水泵向氣囊上部的孔內(nèi)注水，當(dāng)水侵過探頭后，探頭與孔壁得到充分耦合，即可進(jìn)行測試。
[0008]第二步:測試完畢后，釋放氣囊內(nèi)的空氣，水靠重力自然向下流出，把探頭移到下一測試點(diǎn)?，F(xiàn)場需要水、電、水泵等，有時這些條件根本滿足不了，尤其在前期外業(yè)勘察時，不是沒水，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，會向下移動，氣囊容易被磨破；如果孔內(nèi)水太少，探頭不能完全浸沒。當(dāng)記錄品質(zhì)差時，也難以判斷是由于巖體破碎引起，還是因為水太少，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)針對干孔最好的耦合裝置，但均離不開水和電。當(dāng)孔為水平孔時，以上兩種探頭均無法使用。
[0010]2深孔內(nèi)難以進(jìn)行超聲波測試超聲波測試探頭耐壓的程度是有限的，一般情況下，可以通過向孔內(nèi)注水的方式進(jìn)行耦合。碰到較深的鉆孔時，可能會碰到兩種情況:孔內(nèi)有水和沒水。
[0011](1)在干孔內(nèi)可以注滿水的條件下，當(dāng)測到深部時，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)致無法獲得測試數(shù)據(jù)的后果，有時甚至還會導(dǎo)致探頭損壞。
[0012](2)在現(xiàn)場沒水時，難以實現(xiàn)探頭與孔壁耦合，無法進(jìn)行超聲波測試。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對上述的問題，發(fā)明了聲波全方位測試干孔探頭的耦合裝置。本發(fā)明提供一種無需水、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實現(xiàn)探頭與孔壁水耦合。結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
[0014]為實現(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水器，還包括連接并密封儲水器與耦合氣囊的密封連接件、用于密封儲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；
所述的儲水器由儲水器外殼、位于儲水器外殼內(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)有儲水器與耦合氣囊相互導(dǎo)通的過水孔；
所述的第二密封件上設(shè)有過線孔，聲波探頭的電線通過過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，另一端穿過第二密封件、耦合氣囊、密封連接件、儲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)必須有水才能測試的傳統(tǒng)；
2.針對水平干孔也可以進(jìn)行檢測；
3.可以實現(xiàn)向上、向下傾斜干孔聲波測試；
4.也可以實現(xiàn)有水的鉆孔聲波測試；
5.在測量的過程中不會對人造成傷害，不會被澆成“落湯雞”。
[0020]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是一種聲波全方位測試干孔探頭的耦合裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是儲水器部分的結(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、過水孔；9、進(jìn)氣管道；10、凹槽；11、扶桿；12、打氣筒；13、水；14、儲水器；15、通氣孔。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步對一種聲波全方位測試干孔探頭的耦合裝置進(jìn)行詳細(xì)的說明:
如圖1、2、3所示的一種聲波全方位測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和儲水器14，連接并密封儲水器14與耦合氣囊5的密封連接件
4、用于密封儲水器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 ;儲水器14由儲水器外殼3、位于儲水器外殼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)有儲水器14與耦合氣囊5相互導(dǎo)通的過水孔8 ;第二密封件7上設(shè)有過線孔，聲波探頭6的電線通過過線孔延伸到第二密封件7外。
[0024]在工作的過程中，當(dāng)把該耦合裝置安置到需要測試的位置時，通過通氣孔15向位于儲水器14內(nèi)的充氣氣囊氣囊2打氣，充氣氣囊2膨脹，體積增大，儲水器14內(nèi)的水13會得到來自充氣氣囊2的擠壓力，水13會通過密封連接件4上的過水孔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，此時可以對該點(diǎn)進(jìn)行測試。該點(diǎn)測試結(jié)束后，排出位于儲水器14內(nèi)充氣氣囊2中的氣體，儲水器14內(nèi)的壓強(qiáng)減小，耦合氣囊5內(nèi)的水13回流到儲水器14內(nèi)，耦合氣囊5與孔壁分開，可以移動探頭到下一個測試點(diǎn)。重復(fù)以上過程，水13在儲水器14和耦合氣囊5之間來回流動，解決了目前需要通過水、電、水泵傳統(tǒng)的檢測方法來檢測各測點(diǎn)耦合的問題。
[0025]在上述實施例中，為了方便在實用的過程中隨時為該裝置內(nèi)充氣，還設(shè)計了進(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，另一端穿過第二密封件7、耦合氣囊5、密封連接件4、儲水器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，把打氣筒12與進(jìn)氣管道9連通的三通閥端打開，利用打氣筒12通過進(jìn)氣管道9通氣孔15向位于儲水器14內(nèi)的充氣氣囊氣囊2打氣，充氣氣囊2膨脹，體積增大，儲水器14內(nèi)的水13會得到來自充氣氣囊2的擠壓力，水13會通過密封連接件4上的過水孔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，此時可以對該點(diǎn)進(jìn)行測試。該點(diǎn)測試結(jié)束后，轉(zhuǎn)換三通閥，使儲水器14內(nèi)充氣氣囊2中的氣體，通過進(jìn)氣管道9和三通閥排出該耦合裝置，儲水器14內(nèi)的壓強(qiáng)減小，耦合氣囊5內(nèi)的水13回流到儲水器14內(nèi)，耦合氣囊5與孔壁分開，可以移動探頭到下一個測試點(diǎn)。重復(fù)以上過程，水13在儲水器14和耦合氣囊5之間來回流動，解決了目前需要通過水、電、水泵傳統(tǒng)的檢測方法來檢測各測點(diǎn)耦合的問題。
[0026]在上述的實施例中，為了充氣氣囊2在充氣的過程中比較穩(wěn)定，并且儲水器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)計在儲水器14外殼3的中部。
[0027]在上述的實施例中，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與過線孔相通，在使用的過程中，凹槽10中可以安置扶桿11，幫助該裝置進(jìn)入到鉆孔中。
[0028]在上述的實施例中，儲水外殼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水外殼3，并能夠?qū)λ?4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水外殼3和耦合氣囊5中，且能夠密封儲水器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]以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(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)和儲水器(14)，其特征在于，還包括連接并密封儲水器(14)與耦合氣囊(5)的密封連接件(4)、用于密封儲水器(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); 所述的儲水器(14)由儲水器外殼(3)、位于儲水器外殼(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)有儲水器(14)與耦合氣囊(5)相互導(dǎo)通的過水孔(8)； 所述的第二密封件(7)上設(shè)有過線孔，聲波探頭(6)的電線通過過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，另一端穿過第二密封件(7)、耦合氣囊(5)、密封連接件(4)、儲水器(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】E21B47/00GK104278983SQ201410523153
【公開日】2015年1月14日 申請日期: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 申請人:中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司