The utility model provides an internal pressure adaptive drilling stress-strain probe, which is used for installing in the underground drilling, and measuring the deformation of the rock mass in the drilling by using the pressure deformation of the probe, including: a piston type sealing head, which is located at one end of the probe, is sealed with the inner wall of the probe and can move along the axial direction of the probe; a disc body component, which is located near the other end of the probe, is closely connected with the inner wall of the probe The sealing is matched and fixed; a closed space is formed between the piston type sealing head and the disk body parts in the probe, and the closed space has a filling liquid and an air space is reserved. In the process of lowering and installing the probe, the water pressure is applied to the piston sealing head by groundwater to push the piston sealing head towards the inside of the probe, so that the internal pressure of the probe adapts with the underground water pressure, so as to offset the pressure deformation of the underground water pressure on the outer steel cylinder of the probe. The utility model does not affect the measurement accuracy and sensitivity of the probe, and does not introduce an electromechanical regulating mechanism.
【技术实现步骤摘要】
一种内压自适应钻孔应力应变探头
本技术涉及机械力学结构、密封技术,尤其涉及一种用于通过活塞式可移动密封头与绝缘子盘密封方式,使应力应变测量探头具有内压自适应、可设定调节能力的内压自适应钻孔应力应变探头。
技术介绍
在地球物理及大地测量中,经常使用钻孔类仪器对钻孔内的地应力、地应变进行测量。测量中,首先在地壳待测部位钻孔成井,再将测量探头下放到待测孔段,使用水泥浇注或机械支撑等方式将测量探头与孔壁耦合。这样,钻孔内岩石的变形便会传递到测量探头上,应力应变测量元件根据这一变形达到测量岩体应力应变状态的目的。由于钻孔应力应变探头安装在地下钻孔内,在探头下放安装过程中,地下水会对探头施加水压。作为钻孔应力应变测量探头,其原理是利用探头受压变形测量钻孔内岩体的变形,地下水压同样会对探头造成压力变形,从而抵消一部分探头的量程。在一些探头安装较深、地下水位较高的钻孔内,尤其当地下水压超过500Mpa(500米净水压力)时,探头受地下水压的变形几乎达到探头量程的极限。目前解决这一问题的方法,一是降低应力应变探头灵敏度,使其获得更大的测量量程;二是安装机电调节结构,使应力应变测试传感器可以进行平衡调节。然而降低应力应变探头灵敏度以获取更大量程的做法会带来测量精度的下降;安装机电调节机构又会使探头的测量结构、电子电路变得复杂,增加故障率和测量干扰。因此如何简单易行的解决地下水压对占用探头量程的问题是钻孔应力应变观测能否向地壳深部发展的关键技术之一。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷,提出了一种内压自适应钻孔应力应变探头,通过绝缘子盘电缆密封和可活塞式移动的密封头,使钻孔应力应变探 ...
【技术保护点】
1.一种内压自适应钻孔应力应变探头,用于安装在地下钻孔内,利用探头受压变形测量钻孔内岩体的变形,其特征在于,包括:活塞式密封头,位于所述探头的一端,与所述探头的内壁密封配合并可沿所述探头轴向移动;盘体部件,位于所述探头内靠近另一端处,与所述探头的内壁密封配合固定;在探头内部所述活塞式密封头和盘体部件之间形成密闭空间,所述密闭空间具有填充液,并预留空气空间,在所述探头下放安装过程中,地下水对所述活塞式密封头施加水压使所述活塞式密封头向所述探头内部推进,使所述探头内部压力随地下水压产生自适应,从而抵消地下水压对所述探头的外钢筒产生的压力变形。
【技术特征摘要】
1.一种内压自适应钻孔应力应变探头,用于安装在地下钻孔内,利用探头受压变形测量钻孔内岩体的变形,其特征在于,包括:活塞式密封头,位于所述探头的一端,与所述探头的内壁密封配合并可沿所述探头轴向移动;盘体部件,位于所述探头内靠近另一端处,与所述探头的内壁密封配合固定;在探头内部所述活塞式密封头和盘体部件之间形成密闭空间,所述密闭空间具有填充液,并预留空气空间,在所述探头下放安装过程中,地下水对所述活塞式密封头施加水压使所述活塞式密封头向所述探头内部推进,使所述探头内部压力随地下水压产生自适应,从而抵消地下水压对所述探头的外钢筒产生的压力变形。2.根据权利要求1所述的内压自适应钻孔应力应变探头,其特征在于,盘体部件用于电气绝缘和机械固定,进一步包括:绝缘子盘、绝缘子盘压盘以及密封帽。3.根据权利要求2所述的内压自适应钻孔应力应变探头,其特征在于,所述绝缘子盘为金属盘体,侧面开有“O”型圈密封槽,所述盘体上具有出线孔和出气孔;所述出线孔内具有绝缘子,所述出气孔通过密封部件而封闭。4.根据权利要求3所述的内压自适应钻孔应力应变探头,其特征在于,所述绝缘子通过玻璃烧结的方式烧结在所述出线孔内,使绝缘子玻璃体与所述盘体熔融态浸润结合以达到耐高压的密封效果。5.根据权利要求3所述的内压自适应钻孔应力应变探头,其特征在于,所述绝缘子盘的出气孔内壁为标准细螺纹,用于拧入...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈征,吴立恒,李宏,董云开,王文博,
申请(专利权)人:中国地震局地壳应力研究所,
类型:新型
国别省市:北京,11
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