微震监测传感器安装罩及微震监测传感器的安装方法技术

本发明专利技术所述微震监测传感器安装罩，包括圆筒形罩体，罩体的一端设有至少4片弹性片，各弹性片环绕罩体的端部均匀分布形成一喇叭形部段，罩体的另一端设有带孔口的端盖。使用上述安装罩配合套筒和安装杆安装传感器的步骤如下：①将传感器放入安装罩中，使传感器尾部的电缆穿过安装罩端盖上的孔口伸出；②使安装罩的弹性片处于收缩状态并将安装罩完全放入套筒中，使传感器头部的螺栓露在套筒外；③将所述套筒送入钻孔中并使传感器头部的螺栓与钻孔孔底接触，用安装杆顶住安装罩的端盖使传感器头部的螺栓与钻孔孔底接触并取出套筒，弹性片自由端的端部即与钻孔的孔壁接触，在弹性片的弹性作用下，安装罩和传感器一起被固定在钻孔中，取出安装杆，即完成安装。

【技术实现步骤摘要】
微震监测传感器安装罩及微震监测传感器的安装方法
本专利技术属于岩土工程领域，特别涉及一种微震监测传感器安装罩及微震监测传感器的安装方法。
技术介绍
岩体在受到外界扰动应力的激励后，其内部会产生局部弹塑性集中现象，当能量积聚到某一临界值之后，就会引起岩体微裂隙的产生与扩展，微裂隙的产生与扩展伴随着弹性波或应力波的释放并在周围岩体中的快速传播，这种弹性波在地质上被称为微震。微震监测技术是通过布置在岩体区域的多个传感器记录岩石破裂释放出的震动波，对围岩损伤时空演化规律、损伤机制和微破裂的强弱等情况进行评价及研究的技术。微震监测技术广泛应用于矿山、石油、水电等工程领域。微震监测时，现场传感器的安装质量是微震监测工作顺利开展的前提，为了保证微震监测设备能持续和准确地采集现场数据，要求传感器稳固地安装在指定位置，但随着现场工程施工进度的推进，为了满足监测需要，又需要及时挪动传感器的空间位置，而为了节约监测成本，往往需要对已安装的传感器进行回收利用。目前，微震监测传感器的安装方法主要有两类。第一类方法是将传感器安装在岩体外部，即在岩体中打入锚杆，使锚杆尾部外露，将传感器捆绑在锚杆尾部，或者将传感器放入尾部带内螺纹孔的金属筒中，然后将其与锚杆尾部的外螺纹进行固定。将传感器安装在岩体外部的好处是传感器的回收方便，但由于工程施工环境复杂，安装在岩体外部的传感器容易被破坏，并且周围环境对传感器采集微震信号的干扰较为严重，不利于微震信号的精确采集。第二类方法是将传感器安装在岩体内部，即首先在岩体上钻取钻孔，然后将传感器固定在钻孔的底部。将传感器固定在钻孔底部的方式有两种：一是将锚固剂附着在传感器头部的螺栓上，然后用安装杆将传感器送至钻孔的底部并使传感器与孔底原岩粘接在一起；二是为了保护传感器，将传感器装在金属壳体内，然后再用安装杆将附着有锚固剂的金属壳体送到钻孔的底部并使其与孔底原岩粘接在一起。虽然该方法能减小施工现场对微震监测的干扰和最大程度地避免传感器被破坏，但是该方法仍然存在以下不足：(1)钻孔孔壁或钻孔的底部残留的岩屑、灰尘容易造成传感器与原岩的粘接不稳固，在微震监测过程中，受现场施工震动的影响，部分传感器可能会脱落；(2)在岩体内部水体富集的情况下，钻孔往往是岩体内水体的出溢处，导致传感器处于潮湿环境中，而潮湿环境容易造成锚固剂失效，进而造成传感器脱落。传感器的脱落会造成监测数据失真，影响微震监测的准确性；(3)由于传感器或装有传感器的壳体是粘接在孔底的原岩上的，因此在回收传感器时需要借助外力使其与孔底原岩脱离，不但操作不便，而且费时费力；并且借助外力回收传感器容易造成传感器断裂，当传感器与孔底原岩直接粘接时，该问题尤为突出，有时甚至会出现传感器无法回收的情况，而传感器在回收过程中损坏或传感器无法回收，将造成较大的经济损失，导致微震监测的成本过高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微震监测传感器安装罩及微震监测传感器的安装方法，以提高微震传感器安装的稳定性、简化微震传感器的回收操作和避免传感器在回收过程中被损坏。本专利技术所述微震监测传感器安装罩，包括圆筒形罩体，罩体的一端设有至少4片弹性片，各弹性片环绕罩体的端部均匀分布形成一喇叭形部段，罩体的另一端设有带孔口的端盖。上述微震监测传感器安装罩中，所述弹性片为不锈钢弹性片。不锈钢弹性片的弹性应保证将安装罩连通其内部的传感器稳定地固定在钻孔中，具体弹性片的厚度、数量根据工程实践中传感器的大小、钻孔的孔径、钻孔的倾斜角度而定。所述弹性片的形状为梯形或者矩形。上述微震监测传感器安装罩中，所述安装罩的总长度L0与传感器本体的长度Ls相同，安装罩罩体的长度L1为安装罩总长度L0的安装罩罩体的内径Φ1i大于传感器本体的直径Φs，所述安装罩的弹性片呈发散状，各弹性片的自由端位于同一圆的圆周上，各弹性片的自由端所在圆的直径Φ2大于待安装传感器的钻孔的孔径Φb。上述微震监测传感器安装罩中，所述安装罩的各弹性片的自由端所在圆的直径Φ2为待安装传感器的钻孔的孔径Φb的1.2～1.5倍。上述微震监测传感器安装罩中，所述弹性片的数量优选为4～12片。上述微震监测传感器安装罩中，所述安装罩罩体的内径Φ1i比传感器本体的直径Φs大1～4mm。本专利技术所述微震监测传感器的安装方法，使用套筒、安装杆和上述安装罩，所述套筒为圆筒体，套筒的外径比待安装传感器的钻孔的内径小2～3cm，套筒的内径大于安装罩罩体的外径；套筒的长度LP大于所述钻孔的深度；步骤如下：①将传感器放入安装罩中，使传感器尾部的电缆穿过安装罩端盖上的孔口伸出，传感器的尾部与安装罩的端盖接触；②使安装罩的弹性片处于收缩状态并将安装罩完全放入套筒中，使传感器头部的螺栓露在套筒外；③将装有传感器和安装罩的套筒送入待安装传感器的钻孔钻孔中并使传感器头部的螺栓与所述钻孔的孔底接触，然后用安装杆顶住安装罩的端盖使传感器头部的螺栓与所述钻孔的孔底紧密接触，继后取出套筒，弹性片自由端的端部即与钻孔的孔壁接触，在弹性片的弹性作用下，安装罩和传感器一起被固定在所述钻孔中，最后取出安装杆，即完成传感器的安装。上述方法中，所述套筒为PVC管、金属管或者合金管，优选为PVC管或者铝管。上述方法中，所述安装杆具有一定柔韧度的杆，例如PVC实心杆、金属杆或者合金杆，优选为为铝杆或者PVC实心杆。上述方法中，所述套筒的内径ΦPi比安装罩罩体的外径Φ1o大2～4mm。使用上述方法安装的传感器的回收方法如下：将套筒放入安装有传感器的钻孔中，套住位于钻孔中装有传感器的安装罩，向钻孔的孔底施力使安装罩的弹性片收缩并与钻孔的孔壁完全脱离，然后将所述套筒从钻孔中取出，再从套筒中取出传感器，即完成传感器的回收。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术提供了一种新型的微震监测传感器安装罩，由于该安装罩由罩体和均匀分布在罩体一端的若干弹性片组成，借助于弹性片的弹性作用，可将位于安装罩罩体中的传感器固定在钻孔中，因此使用本专利技术所述安装罩不但能简化传感器的安装操作，而且通过弹性片的弹性作用固定传感器可避免传感器因钻孔中的岩屑、灰尘或者水流等的影响而脱落，提高了传感器在微震监测过程中的稳定性，进而提高微震监测的准确性，并且安装罩的罩体还能对传感器起到保护作用。2.由于本专利技术所述微震监测传感器安装罩是借助于弹性片的弹性作用将安装罩连同传感器一起安装在钻孔中，通过减小弹性片的张开程度即可将内装传感器的安装罩从钻孔中取出并回收传感器，因此使用本专利技术所述的安装罩安装传感器，传感器的回收是十分方便和快捷的，并且回收传感器时不会造成传感器损坏，这有利于提高传感器的重复使用率，降低微震监测的成本。3.本专利技术提供了一种安装微震监测传感器的新方法，该方法通过套筒约束安装罩的弹性片的张开程度即可使装有传感器的安装罩被顺利送入钻孔底部，再通过与安装杆的配合即可将套筒从钻孔中取出，取出套筒后，弹性片依靠自身的弹性作用将安装罩连同传感器一起被固定在钻孔中，与现有的采用锚固剂粘接固定传感器的方法相比，不但能简化安装操作、提高安装效率，而且能避免传感器因钻孔中的岩屑、灰尘或者水流等的影响而脱落，提高了传感器在微震监测过程中的稳定性。4.采用本专利技术所述方法安装的传感器在使用后的回收操作简本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微震监测传感器安装罩，其特征在于该安装罩(1)包括圆筒形罩体(1‑1)，罩体(1‑1)的一端设有至少4片弹性片(1‑2)，各弹性片(1‑2)环绕罩体(1‑1)的端部均匀分布形成一喇叭形部段，罩体(1‑1)的另一端设有带孔口(1‑3)的端盖(1‑4)。

【技术特征摘要】
1.一种微震监测传感器安装罩，其特征在于该安装罩(1)包括圆筒形罩体(1-1)，罩体(1-1)的一端设有至少4片弹性片(1-2)，各弹性片(1-2)环绕罩体(1-1)的端部均匀分布形成一喇叭形部段，罩体(1-1)的另一端设有带孔口(1-3)的端盖(1-4)，所述安装罩(1)的总长度(L0)与传感器本体(2-1)的长度(Ls)相同，罩体(1-1)的长度(L1)为安装罩总长度(L0)的罩体(1-1)的内径(Φ1i)大于传感器本体的直径(Φs)，所述安装罩的弹性片(1-2)呈发散状，各弹性片的自由端位于同一圆的圆周上，各弹性片的自由端所在圆的直径(Φ2)为待安装传感器的钻孔(3)的孔径(Φb)的1.2～1.5倍。2.根据权利要求1所述微震监测传感器安装罩，其特征在于所述弹性片(1-2)为不锈钢弹性片。3.根据权利要求1或2所述微震监测传感器安装罩，其特征在于所述弹性片(1-2)的数量为4～12片。4.根据权利要求1或2所述微震监测传感器安装罩，其特征在于所述安装罩罩体(1-1)的内径(Φ1i)比传感器本体的直径(Φs)大1～4mm。5.一种微震监测传感器的安装方法，其特征在于使用套...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴峰，徐奴文，郭亮，李彪，赵涛，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51