一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置及使用方法，它解决了现有技术中需要施作多个钻孔、存在浪费的问题，具有可实现重复利用、节约资源的有益效果，其方案如下：一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置，包括用于设置检波器的检波器套筒，检波器套筒的侧部设有支撑轴；若干鱼鳞簧片，每一鱼鳞簧片的一端套于支撑轴且与检波器套筒固连，另一端与支撑轴连接；推动件，用于带动支撑轴相对于检波器套筒直线运动；承压板，通过若干鱼鳞簧片支撑，支撑轴在推动件作用下运动，从而带动鱼鳞簧片的一端相对于检波器套筒运动，鱼鳞簧片被压缩，以使承压板与检波器钻孔壁耦合。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置及使用方法
本专利技术涉及超前地质预报领域，特别是涉及一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置及使用方法。
技术介绍
中国正在进行大规模的基础设施建设，需要修建大量的铁路和公路隧道及水工隧洞，其中相当多的隧道工程需要修建在地质条件极为复杂的岩溶地层中，施工中存在严重的工程地质灾害隐患和风险，做好隧道施工中的超前地质预报工作极为重要。TSP探测技术作为一项长距离的超前探测技术已经在中国的许多隧道工程中得到了应用，为提高隧道施工安全和减少隧道施工地质灾害做出了应有的贡献。由于TSP仪器本身的检波器需要与隧道边墙上施作的检波器钻孔耦合才能采集到所需数据，而检波器本身不能直接与钻孔接触，因此需要一个套筒作为媒介与检波器和钻孔耦合，传递地震波。目前为止，工地现场都是采用无缝钢管作为套筒插入检波器然后采用锚固剂将无缝钢管与钻孔耦合。虽然满足了耦合的需要，但每施作一次TSP就要消耗掉两根无缝钢管，造成了极大浪费。同时每次检波器钻孔都要提前施作，这就造成了现场进行TSP作业的时候常常会出现检波器钻孔塌孔的问题，往往需要重新施作检波器钻孔，不仅造成了人力财力上的浪费，也影响了其他作业的正常进行。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置，能重复利用，不需要额外的钢管等设备，有效节约资源。一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置的具体方案如下：一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置，包括：用于设置检波器的检波器套筒，检波器套筒的侧部设有支撑轴；若干鱼鳞簧片，每一鱼鳞簧片的一端套于支撑轴且与检波器套筒固连，另一端与支撑轴连接；推动件，用于带动支撑轴相对于检波器套筒直线运动；承压板，通过若干鱼鳞簧片支撑，支撑轴在推动件作用下运动，从而带动鱼鳞簧片的一端相对于检波器套筒运动，鱼鳞簧片被压缩，以使承压板与检波器钻孔壁耦合。此外，整个装置张开后，不仅能实现与检波器钻孔壁的充分耦合，而且可以对钻孔起到支撑作用，防止检波器钻孔坍塌。进一步地，所述推动件为圆筒件，推动件内侧与所述的检波器套筒端部通过螺纹连接，推动件的端部与支撑轴通过轴承连接，推动件相对于检波器套筒转动产生直线运动进而带动支撑轴的直线运动，因为鱼鳞簧片的一端与支撑轴固连，另一端与检波器套筒连接，但支撑轴相对于该端可移动，因此当推动件相对于检波器套筒旋转，因轴承的设置，实现推动件旋转但不带动支撑轴的转动，进而带动支撑轴的直线往复运动，相应鱼鳞簧片被挤压。进一步地，所述鱼鳞簧片为弧形，包括两组所述的弹性簧片，两组弹性簧片通过弧板焊接连接，弧板同样为弹性件，弹性件提供簧片的应力弯点，并为承压板提供焊接点，护板的两端分别与弹性簧片的一端连接。进一步地，其中一所述弹性簧片端部设置焊接端钢片，焊接端钢片与所述检波器套筒连接，焊接端钢片开有用于所述支撑轴穿过的通孔，另一弹性簧片的端部设置自由端钢片，自由端钢片设置用于所述支撑轴穿过的固定孔，固定孔内固设固定片，固定片与支撑轴焊接连接，从而实现其中一弹性簧片的端部与支撑轴固连。进一步地，为了使整个装置与检波器钻孔充分耦合，所述检波器套筒的上部和下部均设置所述的支撑轴，每一支撑轴均设置所述的鱼鳞簧片，鱼鳞簧片阵列布设于所述的支撑轴，检波器套筒同一侧的相邻鱼鳞簧片在支撑轴间隔设定距离设置。进一步地，所述承压板与所述检波器套筒一侧的所述的鱼鳞簧片通过焊接连接；所述检波器套筒的上部和下部均设置所述的承压板，且承压板为弧形承压板，弧形承压板的圆心朝向检波器套筒设置。进一步地，装置还包括套筒固定轴，套筒固定轴包括能深入至检波器套筒内部的套筒轴，以对检波器套筒在检波器钻孔内的位置进行固定，且套筒轴端部设置摇把，摇把设于套筒轴的两侧，方便对套筒固定轴的操作。进一步地，所述检波器套筒内部开孔的纵向截面为矩形，以为了设置检波器，相应套筒轴的纵向截面同样为矩形。为了克服现有技术的不足，本专利技术还提供了一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置的使用方法，包括如下内容：1)将防塌孔装置插入检波器钻孔并对检波器套筒进行位置固定；2)转动推动件，鱼鳞簧片被压缩，从而带动承压板向外侧张开，以与检波器钻孔接触、挤压、耦合；3)施作TSP通过检波器套筒设置检波器，防塌孔装置与检波器钻孔耦合，采集地震波数据；4)TSP施作结束，取出检波器，通过转动件，将承压板与检波器钻孔脱离接触，完成施作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术通过整体装置的设置，可以避免由于检波器钻孔塌孔造成的钻孔重新施作问题，节约了大量人力物力，节省了时间，避免对其他现场施工任务的影响。2)本专利技术相较于传统的一次性锚固的无缝钢管套筒具有多次重复利用的优点，并且采用具有弹性的可变直径的鱼鳞套筒，耦合效果好，数据采集质量高，便于解译人员的后续解译工作的顺利进行。3)本专利技术装置成本低，操作简单、便捷，适用于工地现场TSP施作的快速进行。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1(a)是本专利技术装置鱼鳞簧片正视图；图1(b)是本专利技术装置鱼鳞簧片俯视图；图2(a)是本专利技术装置鱼鳞簧片焊接支撑轴后的伸张状态示意图；图2(b)是本专利技术装置鱼鳞簧片焊接支撑轴后的压缩状态示意图；图3(a)是本专利技术装置检波器套筒剖面图；图3(b)是本专利技术装置检波器套筒截面图；图4是本专利技术装置焊接鱼鳞簧片后的剖面图。图5(a)是本专利技术装置推动件正视图；图5(b)是本专利技术装置推动件俯视图；图6是本专利技术装置图4安装图5后剖面图；图7是本专利技术装置图6压缩状态剖面图；图8(a)是本专利技术装置的承压板底面视图；图8(b)是本专利技术装置的承压板底截面图；图9是本专利技术装置图6焊接顶部和底部承压板剖面图。图10是本专利技术装置图9压缩状态剖面图。图11是本专利技术装置在检波器钻孔中的插入态。图12(a)是本专利技术装置套筒固定轴的主视图；图12(b)是本专利技术装置套筒固定轴的侧视图；图13是本专利技术装置的耦合态剖面图。为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。其中：1焊接端钢片，2支撑轴通孔，3弹性簧片，4鱼鳞簧片，5自由端钢片，6支撑轴固定孔，7弧板，8固定片，9支撑轴，10螺纹，11检波器套筒，12轴承，13压合旋件，14推动件摇把，15内嵌螺纹，16承压板，17簧片焊接点，18顶部承压板，19底部承压板，20插入态鱼鳞套筒，21耦合态鱼鳞套筒，22隧道边墙，23检波器钻孔，24摇把，25套筒轴，26套筒固定轴。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置，其特征在于，包括：用于设置检波器的检波器套筒，检波器套筒的侧部设有支撑轴；若干鱼鳞簧片，每一鱼鳞簧片的一端套于支撑轴且与检波器套筒固连，另一端与支撑轴连接；推动件，用于带动支撑轴相对于检波器套筒直线运动；承压板，通过若干鱼鳞簧片支撑，支撑轴在推动件作用下运动，从而带动鱼鳞簧片的一端相对于检波器套筒运动，鱼鳞簧片被压缩，以使承压板与检波器钻孔壁耦合。

【技术特征摘要】
1.一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置，其特征在于，包括：用于设置检波器的检波器套筒，检波器套筒的侧部设有支撑轴；若干鱼鳞簧片，每一鱼鳞簧片的一端套于支撑轴且与检波器套筒固连，另一端与支撑轴连接；推动件，用于带动支撑轴相对于检波器套筒直线运动；承压板，通过若干鱼鳞簧片支撑，支撑轴在推动件作用下运动，从而带动鱼鳞簧片的一端相对于检波器套筒运动，鱼鳞簧片被压缩，以使承压板与检波器钻孔壁耦合。2.根据权利要求1所述的一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置，其特征在于，所述推动件为圆筒件，推动件内侧与所述的检波器套筒端部通过螺纹连接，推动件的端部与支撑轴通过轴承连接，推动件相对于检波器套筒转动产生直线运动进而带动支撑轴的直线运动。3.根据权利要求1所述的一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置，其特征在于，所述鱼鳞簧片为弧形，包括两组所述的弹性簧片，两组弹性簧片通过弧板焊接连接。4.根据权利要求3所述的一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置，其特征在于，其中一所述弹性簧片端部设置焊接端钢片，焊接端钢片与所述检波器套筒连接，焊接端钢片开有用于所述支撑轴穿过的通孔，另一弹性簧片的端部设置自由端钢片，自由端钢片设置用于所述支撑轴穿过的固定孔，固定孔内固设固定片，固定片与支撑轴焊接连接。5.根据权利要求1所述的一种适用于超前地质预报检波器钻孔耦合装置，其特征在于，所述检波器套筒的上部和下部均设置所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱道宏，傅康，薛翊国，苏茂鑫，公惠民，夏腾，周炳桦，李广坤，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37