本实用新型专利技术公开了一种小型室内钻孔参数快速采集装置，包括基座，基座上设置有轮轨，驱动装置通过驱动滚轮设置在轮轨上，驱动装置一侧与动力电机的固定座相抵，驱动装置另一对侧与液压机的固定座连接，动力电机通过电机滚轮设置在轮轨上，液压机与液压杆一端连接，液压杆另一端与反力架相抵，动力电机的旋转轴通过轴联器与钻头一端连接，钻头另一端延伸至压力室内，压力室通过压力室支架设置在基座上。本实用新型专利技术钻进速度，钻头转速，钻进压力，钻头扭矩，水泵流速，围压情况等数据均可控制和实时监控。钻进不均匀的岩块时，动力电机工作状态的变动可反映出岩块性质的变化。三面柔性围压保证受力均匀，可以模拟深部岩体地应力状况。
A small indoor drilling parameter fast acquisition device
【技术实现步骤摘要】
一种小型室内钻孔参数快速采集装置
本技术属于岩土力学室内试验
，更具体涉及一种小型室内钻孔参数快速采集装置，它适用于在准确控制钻进状态和试样所处环境的情况下，快速记录钻进参数和环境参数等数据。
技术介绍
随着我国基础设施的开发，各种岩体工程对勘察环节的要求越来越高。钻探作为基本的勘察手段，一方面在工程建设费用中占比较大，另一方面，成果利用率低，消耗大量精力的钻探成果基本只能用于地层编录，取得的岩芯样本只能用于室内试验。室内试验的主要问题是，岩样尺寸有限，代表性不足，取样扰动不可避免，岩样在运输过程中含水率和完整性可能发生变化，特别是质地较软的岩石，结构性往往受到严重损害，所得数据缺乏真实性。即使是有一定硬度的岩样也都是完全脱离附存环境，完全释放应力的情况，数据的可靠性较差。原位试验是在自然状态下的岩土体上进行的，所以获取的数据最为真实可靠。目前，普及率较高，技术较为成熟的原位测试方法主要有：静力触探试验、动力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、载荷试验、旁压试验、钻孔剪切试验、原位剪切试验及波速测试、高密度电法等物理探测方法。总体来说，这些方法只能获取基本岩土体参数的一部分，且适用范围不够广泛。要想全面掌握待测岩土体的强度和变形参数，需要同种试验多次和多种试验组合的方式。各种试验方法因原理和手段各异，导致精度参差不齐，数据之间的兼容性差。另外，原位试验对人力物力的消耗巨大，获取完整的岩土体力学参数周期长。钻探的工作环境是在自然状态下的岩土体上进行，与原位测试一致，具备获得可靠参数的条件，因此，随钻测试技术应运而生。在实际生产中，随钻测试作业对钻机工作状态缺乏有效的监控，即钻机运行参数无法定量控制。自然状态岩土结构是相对复杂的，加上钻机运行参数的随机性进一步加重了测试数据的离散性。后期需要投入大量的精力来修正数据，以建立随钻测试数据和岩土体力学参数之间的定量关系。现有的室内钻进试验一般对岩样缺乏有效的围压控制，试验在岩土样本围岩完全释放的条件下进行。即使有一定的围压控制，但一般不容易实现连续分布的条件。围压难以准确模拟实际情况的问题也是三轴仪围压设置的一个难题。为了能够还原岩土样本赋存环境的压力状态，本装置特别设计了压力室。自然界中的岩土体内部应力分布在一定范围内是应力是可以预测的。在均质密实的状态下，岩块中应力分布是连续的，变化是均匀的。钻探作业中，钻进工作面上的应力，随着钻头的深入一直处在释放的状态。根据以上特点，特设计了应力控制的三向独立控制的全柔性围压室。这种设计能够克服不均匀应力以及刚性加载边界应力集中导致破坏的弊端。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种小型室内钻孔参数快速采集装置，能够快速建立各种类型岩石和复杂地层的随钻参数数据库，为现场的随钻测试提供数据指导。一种小型室内钻孔参数快速采集装置，包括基座，基座上设置有轮轨，驱动装置通过驱动滚轮设置在轮轨上，驱动装置一侧与动力电机的固定座相抵，驱动装置另一对侧与液压机的固定座连接，动力电机通过电机滚轮设置在轮轨上，液压机与液压杆一端连接，液压杆另一端与反力架相抵，动力电机的旋转轴通过轴联器与钻头一端连接，钻头另一端延伸至压力室内，压力室通过压力室支架设置在基座上。如上所述的压力室包括压力室本体，压力室本体呈立方形，压力室本体通过压力室支架设置在基座上，压力室本体朝向钻头的一侧设置有钻孔预留孔，钻头贯穿钻孔预留孔，水泵与水管一端连接，水管另一端延伸至钻孔预留孔内，压力室本体内的六个内壁面分别设置有柔性液压囊，各个柔性液压囊分别与液压囊接口连接，压力室本体朝向钻头的一侧的内壁面的柔性液压囊设置有与钻孔预留孔位置对应的钻头贯穿孔，钻头贯穿孔的孔径大于钻孔预留孔的孔径，相邻的柔性液压囊由隔离板分隔，泄水通道的进水端与钻孔预留孔连通。一种小型室内钻孔参数快速采集装置，还包括罩设在钻孔预留孔上的防尘罩，防尘罩上开设有与钻孔预留孔位置对应的防尘罩预留孔，钻头贯穿防尘罩预留孔，泄水通道的出水端位于防尘罩内，防尘罩的底部设置有汇水槽。如上所述的动力电机的旋转轴上设置有钻杆转速传感器和钻杆扭矩传感器，水泵与流量控制器连接，液压机与液压传感器连接，动力电机与电机功率分析仪连接。如上所述的驱动装置上设置有驱动电机，驱动电机的旋转轴上套设固定有驱动齿轮，轮轨的顶部沿轮轨延伸方向设置有链条，驱动齿轮与链条啮合。如上所述的动力电机上设置有位移传感器，轮轨端部设置有与位移传感器适配的挡片。如上所述的轮轨上还设置有行走停止装置。本技术相对于现有技术，具有以下有益效果：1.本技术体积较小。模块化设计可以分拆，方便运输，可以在工地现场开展，减少运输途中对岩样的干扰。2.快速采集数据，节约成本。可快速安装，一个钻进回次时间短，节约时间成本；机器的操作实现了自动化，大大节约人力成本。3.钻机运行参数可定量控制。钻进速度，钻头转速，钻进压力，钻头扭矩，水泵流速，围压情况等数据均可控制和实时监控。通过功率分析仪，监控动力电机的工作状况，电流、电压、功率、频率等数据，钻进不均匀的岩块时，动力电机工作状态的变动可反映出岩块性质的变化。4.减少重力对试验的影响。钻进方向水平设置的目的是直接测量钻压，无需修正。5.三面柔性围压。三面柔性围压保证受力均匀，可以模拟深部岩体地应力状况。附图说明图1为技术的结构示意图；图2压力室正剖面示意图；图3压力室左剖面示意图。其中：1-液压杆，2-液压机，3-动力电机，4-电机功率分析仪，5-钻杆转速传感器，6-钻杆扭矩传感器，7-轴联器，8-钻头，9-防尘罩，10-水管，11-流量控制器，12-水泵，13-压力室，14-驱动装置，1501-电机滚轮，1502-驱动滚轮，16-链条，17-位移传感器，18-轮轨，19-行走停止装置，20-汇水槽，21-泄水通道，22-压力室支架，23-基座，24-隔离板固定器，25-压力室内衬板，26-液压囊接口，27-柔性液压囊，28-压力室本体，29-隔离板，30-钻孔预留孔，31-防尘罩预留孔，32-钻头贯穿孔。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本技术，下面结合实施例对本技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。一种小型室内钻孔参数快速采集装置，包括基座23，基座23上设置有轮轨18，驱动装置14通过驱动滚轮1502设置在轮轨18上，驱动装置14一侧与动力电机3的固定座相抵，驱动装置14另一对侧与液压机2的固定座连接，动力电机3通过电机滚轮1501设置在轮轨18上，液压机2与液压杆1一端连接，液压杆1另一端与反力架相抵，动力电机3的旋转轴通过轴联器7与钻头8一端连接，钻头8另一端延伸至压力室13内，压力室13通过压力室支架22设置在基座23上。驱动装置14可以采用L板本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小型室内钻孔参数快速采集装置，包括基座（23），其特征在于，基座（23）上设置有轮轨（18），驱动装置（14）通过驱动滚轮（1502）设置在轮轨（18）上，驱动装置（14）一侧与动力电机（3）的固定座相抵，驱动装置（14）另一对侧与液压机（2）的固定座连接，动力电机（3）通过电机滚轮（1501）设置在轮轨（18）上，液压机（2）与液压杆（1）一端连接，液压杆（1）另一端与反力架相抵，动力电机（3）的旋转轴通过轴联器（7）与钻头（8）一端连接，钻头（8）另一端延伸至压力室（13）内，压力室（13）通过压力室支架（22）设置在基座（23）上。/n
【技术特征摘要】
1.一种小型室内钻孔参数快速采集装置，包括基座（23），其特征在于，基座（23）上设置有轮轨（18），驱动装置（14）通过驱动滚轮（1502）设置在轮轨（18）上，驱动装置（14）一侧与动力电机（3）的固定座相抵，驱动装置（14）另一对侧与液压机（2）的固定座连接，动力电机（3）通过电机滚轮（1501）设置在轮轨（18）上，液压机（2）与液压杆（1）一端连接，液压杆（1）另一端与反力架相抵，动力电机（3）的旋转轴通过轴联器（7）与钻头（8）一端连接，钻头（8）另一端延伸至压力室（13）内，压力室（13）通过压力室支架（22）设置在基座（23）上。
2.根据权利要求1所述的一种小型室内钻孔参数快速采集装置，其特征在于，所述的压力室（13）包括压力室本体（28），压力室本体（28）呈立方形，压力室本体（28）通过压力室支架（22）设置在基座（23）上，压力室本体（28）朝向钻头（8）的一侧设置有钻孔预留孔（30），钻头（8）贯穿钻孔预留孔（30），水泵（12）与水管（10）一端连接，水管（10）另一端延伸至钻孔预留孔（30）内，压力室本体（28）内的六个内壁面分别设置有柔性液压囊（27），各个柔性液压囊（27）分别与液压囊接口（26）连接，压力室本体（28）朝向钻头（8）的一侧的内壁面的柔性液压囊（27）设置有与钻孔预留孔（30）位置对应的钻头贯穿孔（32），钻头贯穿孔（32）的孔径大于钻孔预留孔（30）的孔径，相邻的柔性液压囊（27）由隔离板...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋才，汤华，吴振君，房昱纬，
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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