本实用新型专利技术公开了一种在变截面钻孔中放置探头的辅助装置，涉及工程勘察中的原位测试技术。本装置的结构是：沿二者重合的测试孔（7）和钻孔（8）的中心轴线，自上而下，钻杆（6）和探头（2）通过螺纹（2.1）连接组成一测试结构；在钻杆（6）的上部设置有锁扣（4）和吊环（5），自上而下，吊环（5）、吊绳（3）和盆形导槽（1）分别通过吊扣（5.1）及拉扣（1.2）依此连接组成一导引结构，探头（2）的端头穿过盆形导槽1的导孔（1.1）正对测试孔（7）。本装置可以辅助在变截面钻孔中准确放置探头，使探头达到预期的测试深度；使用本装置可以避免对钻孔和测试孔的扰动，保证测试孔的完整性；适应在多种孔径的钻孔和测试孔中放置探头的要求。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及工程勘察中的原位测试技术，尤其涉及一种在变截面钻孔中放置探头的辅助装置。
技术介绍
在工程勘察中，需运用钻井技术对地层钻孔勘探。通过钻机钻进的方式得到地层钻孔，在钻孔中开展原位测试和地球物理测井等，获得钻孔深度内的地层信息，为工程建设和资源开发提供参考。目前，国内外地质钻探技术趋于成熟，钻探设备比较完善，能够在多种地质条件下开展孔内测试工作。在单一孔径的钻孔内开展原位测试时，可利用钻杆或缆绳将探头自孔口位置下放至孔内指定深度。但是，在综合测井和原位测试中，不同探头的直径和使用方式不同，故需通过变截面钻孔的方式来满足测试要求，即在大直径的钻孔底部居中缩径钻得小孔径的测试孔。随着测试深度的增加，在变截面钻孔中放置钻头至测试孔内具有一定难度，时常遇到探头不能顺利放入测试孔内，并造成测试孔出现垮孔现象。
技术实现思路
本技术的目的就在于解决现有技术中存在的不能在变截面钻孔内准确放置探头的问题，提供一种在变截面钻孔中放置探头的辅助装置。本技术的目的是这样实现的：在装置中，4根等长吊绳的两端分别固定在盆形导槽的拉扣和吊环的吊扣上，通过此种方式将盆形导槽与吊环组装在一起；探头固定在钻杆底部，并使探头依此穿过吊环、锁扣和盆形导槽的底部导孔，探头露出导孔一定长度，可使导孔约束探头在水平面内的摆动；将钻杆连同探头竖直放置，调整吊环高度，使吊绳悬挂盆形导槽后处于绷直状态，将锁扣移动至吊环下方，并将锁扣固定在钻杆的该高度处。探头连同辅助装置自孔口位置下放，根据测试孔的深度大小，在下放时通过加接钻杆的方式满足测试深度要求。盆形导槽的外径略小于上部钻孔的内径，加之底部导孔对探头端部具有约束作用，在探头下放时可保证探头一直处于钻孔中心。本装置到达钻孔与测试孔的变截面处时，盆形导槽停止下移，探头与钻杆向下移动，探头伸入测试孔内。吊绳由绷紧状态变为松弛，锁扣承托吊环顺着钻杆一同向下滑动，锁扣在到达盆形导槽的导孔位置时停止下移。同时，探头停止下移，处于测试孔的指定位置。一、一种在变截面钻孔中放置探头的辅助装置（简称装置）本装置包括工作对象：测试孔和钻孔；设置有盆形导槽、探头、吊绳、锁扣、吊环和钻杆；其位置和连接关系是：沿二者重合的测试孔和钻孔的中心轴线，自上而下，钻杆和探头通过螺纹连接组成一测试结构；在钻杆的上部设置有锁扣和吊环，自上而下，吊环、吊绳和盆形导槽分别通过吊扣及拉扣依此连接组成一导引结构，探头的端头穿过盆形导槽的导孔正对测试孔。二、使用方法：本装置的使用方法包括下列步骤：①组装4根等长吊绳的两端分别固定在盆形导槽的拉扣和吊环的吊扣上，将盆形导槽与吊环组装在一起；探头固定在钻杆底部，并使探头依此穿过吊环、锁扣和盆形导槽的底部导孔，探头露出导孔一定长度，可使导孔约束探头在水平面内的摆动；将钻杆连同探头竖直放置，调整吊环高度，使吊绳悬挂盆形导槽后处于绷直状态，将锁扣移动至吊环下方，并将锁扣固定在钻杆的该高度处；②下放探头连同辅助装置自孔口位置下放，根据测试孔的深度大小，在下放时通过加接钻杆的方式满足测试深度要求；盆形导槽的外径略小于上部钻孔的内径，加之底部导孔对探头端部具有约束作用，在探头下放时可保证探头一直处于钻孔中心；③固定装置到达钻孔与测试孔的变截面处时，盆形导槽停止下移，探头与钻杆向下移动，探头伸入测试孔内；吊绳由绷紧状态变为松弛，锁扣承托吊环顺着钻杆一同向下滑动，锁扣在到达盆形导槽的导孔位置时停止下移。同时，探头停止下移，处于测试孔的指定位置。本技术具有下列优点和积极效果：①本装置组装和使用简便，可以准确解决在变截面钻孔中放置探头的问题；②盆形导槽采用上下两锥面的变坡度设计，使得盆形导槽底部与钻孔变截面平缓接触，可减小盆形导槽对变截面岩土体的扰动，保证测试孔的完整性；③探头在下放时，盆形导槽底部的导孔可有效约束探头在水平方向移动，保证一直处于钻孔居中位置；④吊绳具有柔韧性，在钻孔孔壁局部不平整处，吊绳可以调整盆形导槽的状态使整个装置顺利通过；⑤装置在钻孔内下放时，锁扣约束吊环竖直向下的位移，可保证吊绳处于绷直状态,盆形导槽与吊环通过四根等长吊绳连接，可保证盆形导槽一直水平状态；⑥在锁扣到达导孔时锁扣停止下移，使得探头在测试孔内的位置得到固定；⑦探头在测试孔的位置可根据锁扣固定在钻杆的高度确定，同时可调整吊绳的长度予以适应；总之，本装置可以辅助在变截面钻孔中准确放置探头，使探头达到预期的测试深度；使用本装置可以避免对钻孔和测试孔的扰动，保证测试孔的完整性；可以改变装置尺寸大小适应在多种孔径的钻孔和测试孔中放置探头的要求；本装置可实现多次工业复制。附图说明图1是本装置的结构示意图；图2是本使用方法的步骤图。图中：1—盆形导槽，1.1—导孔，1.2—拉扣；2—探头，2.1—螺纹；3—吊绳；4—锁扣；5—吊环，5.1—吊扣；6—钻杆；7—测试孔；8—钻孔。A—组装；B—下放；C—固定。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明：一、装置1、总体如图1，本装置包括工作对象：测试孔7和钻孔8；设置有盆形导槽1、探头2、吊绳3、锁扣4、吊环5和钻杆6；其位置和连接关系是：沿二者重合的测试孔7和钻孔8的中心轴线，自上而下，钻杆6和探头2通过螺纹2.1连接组成一测试结构；在钻杆6的上部设置有锁扣4和吊环5（通过锁扣4调整和固定吊环5的位置），自上而下，吊环5、吊绳3和盆形导槽1分别通过吊扣5.1及拉扣1.2依此连接组成一导引结构，探头2的端头穿过盆形导槽1的导孔1.1正对测试孔7。2、功能部件01）盆形导槽1盆形导槽1的外表面是一种钢制变坡度的倒置锥面，盆形导槽1的上部圆环的外径略小于钻孔8的内径，上部圆环的前、后、左、右对称设置有4个拉扣1.2，拉扣1.2与吊环5上的4个吊扣5.1一一对应，并通过吊绳3连接；盆形导槽1的底部设置有导孔1.1，导孔1.1的内径与测试孔7的内径相同。本装置在钻孔8内下放时，可有效约束探头2在水平方向移动，保证探头2一直处于钻孔8的居中位置。02）探头2探头2的类型根据试验需要选用，在探头2的顶部设置有螺纹2.1，以便与钻杆6连接。03）吊绳3吊绳3的两端分别连接在拉扣1.2与吊扣5.1上，吊绳3的长度需根据锁扣4固定在钻杆6的位置确定。04）锁扣4锁扣4为市售的成品件，由上下两部分组成，两部分通过旋紧螺纹钉连接；在非工作情况下，锁孔内径略大于钻杆6，可方便穿杆；当锁扣4固定在钻杆6指定位置时，可旋紧两部分的旋紧螺纹钉，上部分内的卡环在挤压作用下，内径逐渐变下，使得卡环紧密禁锢在钻杆6上。05）吊环5吊环5的内径略大于钻杆6的直径，吊环5可安置于锁扣4上部；在吊环5外部的前、后、左、右对称设置有吊扣5.1，吊扣5.1与盆形导槽1的拉扣1.2一一对应。06）钻杆6钻杆6的直径与探头2一致，同时需适应测试孔的内径，钻杆6与探头2通过螺纹2.1连接。3、工作机理：探头2连同辅助装置自孔口位置下放，根据测试孔7的深度大小，在下放时通过加接钻杆6的方式满足测试深度要求；盆形导槽1的外径略小于钻孔8的内径，加之底部导孔1.1对探头2端部具有约束作用，在探头2下放时可保证探头2一直处于钻孔7的中心。在本装置到达钻孔8与测试孔7的变截面处时，盆形导槽1停止下移，探头2与钻杆6向下移动，探头本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在变截面钻孔中放置探头的辅助装置，包括工作对象：测试孔（7）和钻孔（8）；其特征在于：设置有盆形导槽（1）、探头（2）、吊绳（3）、锁扣（4）、吊环（5）和钻杆（6）；其位置和连接关系是：沿二者重合的测试孔（7）和钻孔（8）的中心轴线，自上而下，钻杆（6）和探头（2）通过螺纹（2.1）连接组成一测试结构；在钻杆（6）的上部设置有锁扣（4）和吊环（5），自上而下，吊环（5）、吊绳（3）和盆形导槽（1）分别通过吊扣（5.1）及拉扣（1.2）依此连接组成一导引结构，探头（2）的端头穿过盆形导槽1的导孔（1.1）正对测试孔（7）。
【技术特征摘要】
1.一种在变截面钻孔中放置探头的辅助装置，包括工作对象：测试孔（7）和钻孔（8）；其特征在于：设置有盆形导槽（1）、探头（2）、吊绳（3）、锁扣（4）、吊环（5）和钻杆（6）；其位置和连接关系是：沿二者重合的测试孔（7）和钻孔（8）的中心轴线，自上而下，钻杆（6）和探头（2）通过螺纹（2.1）连接组成一测试结构；在钻杆（6）的上部设置有锁扣（4）和吊环（5），自上而下，吊环（5）、吊绳（3）和盆形导槽（1）分别通过吊扣（5.1）及拉扣（1.2）依此...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海峰，李小刚，朱长歧，崔翔，孟庆山，朱初初，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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