本發(fā)明涉及地質(zhì)探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地質(zhì)探測(cè)直耦合探頭。

背景技術(shù)：

在諸如隧道等地下工程施工中，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)顯得尤為重要，目前主要以地震法超前預(yù)報(bào)為主，即通過采集地震波判定前方圍巖的狀況，以及時(shí)預(yù)報(bào)斷層、軟弱巖帶、巖溶、采空區(qū)等不良地質(zhì)體的位置。

采用地震法進(jìn)行超前預(yù)報(bào)時(shí)，需要將預(yù)報(bào)系統(tǒng)的探頭送入事先鉆好的孔中，通過套管或黃油方式，使探頭與鉆孔圍巖耦合，采用黃油方式時(shí)，信號(hào)在黃油中傳遞時(shí)，衰減較大，影響探測(cè)效果，并且探測(cè)設(shè)備回收后，由于粘附有黃油，清理較為麻煩。而采用套管方式時(shí)，需要保證套管的可靠安裝，通常是在孔底和孔口位置采用錨固劑將套管與鉆孔圍巖牢固地固定，但在探測(cè)完成后，套管及探頭通常難以回收，探測(cè)成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種地質(zhì)探測(cè)直耦合探頭，能夠確保在探測(cè)過程中與鉆孔圍巖緊密貼合，同時(shí)可以方便地取出，以便回收利用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種地質(zhì)探測(cè)直耦合探頭，包括探頭本體，所述探頭本體上設(shè)有傳感器安裝腔，該傳感器安裝腔內(nèi)安裝有傳感器，所述探頭本體上設(shè)有貫穿至探頭本體外壁的頂塊安裝腔，在該頂塊安裝腔中設(shè)有可沿探頭本體徑向滑動(dòng)的頂塊，所述頂塊通過彈性保持機(jī)構(gòu)支撐于頂塊安裝腔，該彈性保持機(jī)構(gòu)沿著使頂塊由探頭本體徑向向外凸出的方向?qū)攭K施力。

采用以上結(jié)構(gòu)，在地質(zhì)探測(cè)過程中，探頭可以在彈性結(jié)構(gòu)的壓力作用下，通過頂塊保持與鉆孔圍巖緊密貼合，有效保證了探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)由于頂塊是彈性地保持在鉆孔圍巖中的，探測(cè)完畢后，可以方便地取出回收。

作為優(yōu)選，所述彈性保持機(jī)構(gòu)至少包括彈簧，利用彈簧提供彈力，可以較為簡(jiǎn)單并可靠地實(shí)現(xiàn)彈性保持機(jī)構(gòu)對(duì)頂塊的彈性保持功能。

作為優(yōu)選，所述頂塊安裝腔貫穿探頭本體徑向兩側(cè)，該頂塊安裝腔一側(cè)外緣安裝有蓋板，所述蓋板上固設(shè)有沿探頭本體徑向向內(nèi)凸出的導(dǎo)向柱，所述頂塊上具有與該導(dǎo)向柱相適應(yīng)的導(dǎo)向套，該導(dǎo)向套可滑動(dòng)地套設(shè)在導(dǎo)向柱上。該結(jié)構(gòu)能夠方便頂塊及彈性保持機(jī)構(gòu)的安裝，并在頂塊運(yùn)動(dòng)過程中提供可靠導(dǎo)向。

作為優(yōu)選，所述彈簧至少為兩個(gè)，對(duì)稱地設(shè)置在導(dǎo)向柱兩側(cè)，所述蓋板和頂塊的內(nèi)側(cè)表面相應(yīng)設(shè)有與彈簧對(duì)應(yīng)的彈簧安裝座，上述結(jié)構(gòu)能夠方便彈簧的安裝，為頂塊提供合適彈力的同時(shí)也能夠保證頂塊受力均勻，防止偏壓。

作為優(yōu)選，所述頂塊遠(yuǎn)離探頭本體中心軸線的外壁呈弧形結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)能夠在保證頂塊與鉆孔圍巖充分貼合的前提下，減小接觸面積，方便探頭伸入鉆孔或由鉆孔取出。

作為優(yōu)選，所述外壁上安裝有滾輪，以進(jìn)一步減小頂塊與鉆孔圍巖間的摩擦，使探頭伸入或取出更加方便。

作為優(yōu)選，所述頂塊安裝腔中設(shè)有限位凸起，頂塊兩側(cè)具有與該限位凸起相適應(yīng)的凸出部，以限制頂塊向外運(yùn)動(dòng)的最大行程，防止其意外脫出頂塊安裝腔。

作為優(yōu)選，所述傳感器為加速度傳感器，相比傳統(tǒng)采用速度傳感器的探頭，具有高靈敏度、寬頻譜、高保真率和高信噪比等特性，有助于提高探測(cè)精度。

作為優(yōu)選，所述探頭本體后端還連接有鋼攬或延長(zhǎng)管，進(jìn)一步方便探頭伸入鉆孔或由鉆孔取出以及探測(cè)過程中的安裝固定。

有益效果：

采用以上技術(shù)方案的地質(zhì)探測(cè)直耦合探頭，由于通過彈性保持機(jī)構(gòu)安裝有頂塊，在探測(cè)過程中，可以保持與鉆孔圍巖緊密貼合，同時(shí)探測(cè)完成后能夠方便地由鉆孔取出回收，以降低探測(cè)成本，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，準(zhǔn)確性好等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中頂塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中探頭本體的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種地質(zhì)探測(cè)直耦合探頭，包括大致呈圓柱體結(jié)構(gòu)的探頭本體1，該探頭本體1前端具有錐度，在靠近后端位置設(shè)有傳感器安裝腔1a，并安裝有傳感器2，傳感器2采用加速度傳感器，探頭本體1在靠近其前端位置設(shè)有頂塊安裝腔1b，在該頂塊安裝腔1b中通過彈性保持機(jī)構(gòu)安裝有可以沿探頭本體1徑向滑動(dòng)的頂塊3。

結(jié)合圖2和圖3可以看出，頂塊安裝腔1b沿探頭本體1徑向設(shè)置，并貫穿探頭本體1兩側(cè)外壁，其一側(cè)外緣通過蓋板5封閉，蓋板5通過螺栓5a與探頭本體1固定，在該蓋板5上通過螺釘5b固定有導(dǎo)向柱6，導(dǎo)向柱6由蓋板5內(nèi)側(cè)表面沿探頭本體1徑向向內(nèi)延伸至頂塊安裝腔1b內(nèi)。

頂塊3大致呈半圓形結(jié)構(gòu)，其遠(yuǎn)離探頭本體1中心軸線的外壁32呈弧形，為方便頂塊3的加工，頂塊3采用分體式結(jié)構(gòu)，即由基體部分3a和圓弧部分3b相互嵌合而成，基體部分3a與頂塊安裝腔1b內(nèi)壁滑動(dòng)配合，其中部設(shè)有與導(dǎo)向柱6向適應(yīng)的導(dǎo)向套31，并套設(shè)于導(dǎo)向柱6上，能夠在凸塊3滑動(dòng)過程中提供可靠導(dǎo)向。

為限制頂塊3向外滑出的最大行程，基體部分3a位于頂塊安裝腔1b內(nèi)的兩側(cè)外壁上設(shè)有向外凸出的凸出部34，頂塊安裝腔1b內(nèi)壁上設(shè)有與凸出部34相適應(yīng)的限位凸起1c。

圓弧部分3b嵌設(shè)在基體部分3a外側(cè)相應(yīng)的凹槽中，外壁32位于該圓弧部分3b外緣。在圓弧部分3b通過銷軸35安裝有滾輪33，滾輪33凸出外壁32以外，并能夠沿探頭本體1軸向滾動(dòng)。

當(dāng)然，頂塊3并不限于上述形狀，只要能夠在彈性保持機(jī)構(gòu)作用下沿徑向凸出頂塊安裝腔1b，在探測(cè)過程中與鉆孔圍巖緊貼即可。

彈性保持機(jī)構(gòu)可以采用諸如氣囊、阻尼器等能夠提供適當(dāng)彈力的裝置，本實(shí)施例中，為了能夠較為簡(jiǎn)單可靠地實(shí)現(xiàn)其功能，彈性保持機(jī)構(gòu)采用兩根彈簧4，并對(duì)稱地設(shè)置在導(dǎo)向柱6前后兩側(cè)，一端與蓋板5抵接，另一端地接在頂塊3內(nèi)側(cè)表面上，能夠?qū)攭K3施壓，使頂塊3保持向外的彈力。

為了方便彈簧4的安裝，在蓋板5和頂塊3的內(nèi)側(cè)表面對(duì)應(yīng)彈簧4安裝位置分別通過鎖緊螺釘7a安裝有彈簧安裝座7。

傳感器安裝腔1a通過緊固在探頭本體1后端外側(cè)的后連接管9包裹并封閉，在后連接管9后端設(shè)有沿探頭本體1軸向連通至傳感器安裝腔1a的線纜過孔9a，同時(shí)為了方便探頭在探測(cè)時(shí)的安裝及固定，在后連接管9后端還固定連接有鋼攬或延長(zhǎng)管8。

最后需要說明的是，上述描述僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種地質(zhì)探測(cè)直耦合探頭，包括探頭本體，所述探頭本體上設(shè)有傳感器安裝腔，該傳感器安裝腔內(nèi)安裝有傳感器，所述探頭本體上設(shè)有貫穿至探頭本體外壁的頂塊安裝腔，在該頂塊安裝腔中設(shè)有可沿探頭本體徑向滑動(dòng)的頂塊，所述頂塊通過彈性保持機(jī)構(gòu)支撐于頂塊安裝腔，該彈性保持機(jī)構(gòu)沿著使頂塊由探頭本體徑向向外凸出的方向?qū)攭K施力。本發(fā)明由于通過彈性保持機(jī)構(gòu)安裝有頂塊，在探測(cè)過程中，可以保持與鉆孔圍巖緊密貼合，同時(shí)探測(cè)完成后能夠方便地由鉆孔取出回收，以降低探測(cè)成本，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，準(zhǔn)確性好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：付志紅;王耀;魏秋生;王桂梅;李軍強(qiáng);邱婧竹;陳景明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶璀陸探測(cè)技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.04
技術(shù)公布日：2017.09.19