CN102913169A - 移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器及其捕捉方法，包括：一个带有伸拉绳的升降装置；一个可引导伸拉绳走向的定位装置；一个捕捉器套管，包括一可将被卡移动式钻孔倾斜仪探头套入其内的套管主体，该套管主体的下端带有套管斜口，在套管主体上中间区域设有一捕捉挂钩，在套管主体上还设有一组定位销，该组定位销与捕捉挂钩分位于套管主体上的不同向的界面上；所述伸拉绳的使用末端与捕捉器套管的上端头活性连接。其可以快速的将捕捉器下放到测斜仪探头所卡位置，方便有效的实现测斜仪探头与测斜管导槽分离及捕捉探头有效位置，轻松快捷的实现测斜仪探头捕捉打捞的目的。

Description

移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器及其方法

技术领域

本发明属于地质灾害类的变形监测技术，尤指一种移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器及其方法。

背景技术

目前对边坡、滑坡、坝体等变形监测最有效、可靠的监测方法为深部位移监测，在关键变形位置施工监测钻孔后，下放变形监测用测斜管，测斜管其中一导槽方向与滑坡体主滑方向（A0方向）一致，测斜管与钻孔间环状间隙用水泥砂浆（适于岩体钻孔）或砂、土石（适于松散堆积体钻孔）回填固结测斜管，采用移动式钻孔测斜仪对其进行定期的监测，根据监测数据对变形情况进行追踪，达到监测预警的目的。移动式钻孔倾斜仪监测技术比较成熟，已经被广泛的应用于滑坡等地质灾害类的监测中。

钻孔移动式倾斜仪一般由测斜仪探头11、线缆12和读数仪13三部分组成，参见图6，钻孔移动式倾斜仪的探头设计有一组导轮组（现常规产品一般为上、下两组导轮），各导轮组有一对导轮（高导轮111、低导轮112），探头的两组导轮间距通常为0.5m。钻孔在成孔时装入测斜管14，测斜管有对称两组测斜管导槽141、142（如图7所示）；移动式钻孔测斜仪测量时要先将移动式钻孔倾斜仪探头放置到孔底，自下而上进行测量。下放时将测斜仪探头导轮组的高导轮111对准测斜管导槽A0方向（滑坡主滑方向）匀速放至孔底，由钻孔底部开始，自下而上每0.5m记录一组数据，测量完整个钻孔后，测斜仪探头转动180度将导轮组高导轮对准测斜管导槽A180方向（A0反方向）再次匀速放置到孔底，自下而上每0.5m记录一组数据，重新测试整个钻孔，两组导槽的正反方向测试完毕后完成整个钻孔的主滑方向和垂直主滑方向测量，两次采集的数据在PC上通过专业软件进行矢量合成从而确定滑坡体上整个钻孔所有埋深位置的主滑方向和位移，特别是确定出滑带的位移和方向对判断滑坡的变形有重要意义。

由于滑坡体地质情况的复杂性，钻孔施工和测斜管安装工艺及滑体的变形等种种因素对钻孔监测都有较大的影响。以上这些原因，可能会造成钻孔内的测斜管发生一定的变形破坏，从而导致在对钻孔的测量过程中，倾斜仪探头卡于钻孔内的情况经常出现。监测钻孔的深度一般较深、且孔径较小，一般无法直观的去探知卡住探头位置的实际情况，只能根据该钻孔的勘察地层资料和已往监测数据进行分析来确定卡住探头原因以及所卡位置。卡住探头原因一般有以下几种情况：

1）监测体局部发生滑动变形所致（根据该位置钻孔监测数据分析得出）。

2）钻探成孔后安装测斜管时，相连两根测斜管接触不良或者略有错位。

3）测斜管导槽意外破损局部轻微变形导致测斜管导槽局部变形。

4）测斜管密封欠佳，监测体地下水作用强烈致使外部泥沙在高压渗透作用下进入测斜管，填充导槽。

由于移动钻孔倾斜仪导轮有弹簧的支持作用，很难通过线缆或者拖拽用钢丝绳将其拖拽移动出所卡位置。目前还没有有效可行的装置仪器来将测试探头捕捉打捞出钻孔，一旦移动式钻孔倾斜仪探头卡在钻孔中就意味着该测斜探头报废，移动式钻孔测斜仪探头制造成本较高，报废后给集体和国家造成巨大损失，同时导致测斜孔的局部范围也就失去了监测功能，甚至整孔报废，再次进行钻孔施工难度相当大，延误对变形体该位置的跟踪监测，该时段失去了监测预警的作用，因此迫切需要发明设计出用于此类移动式钻孔倾斜仪探头捕捉的仪器来将卡住探头捕捉打捞出来。

发明内容

本发明的目的是提供一种移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器，其可以有效捕捉移动式测斜仪的探头。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器，其包括：

一个带有伸拉绳的升降装置；

一个可引导伸拉绳走向的定位装置，固定于被卡移动式钻孔倾斜仪探头所在钻孔的孔口处；

一个捕捉器套管，包括一可将被卡移动式钻孔倾斜仪探头套入其内的套管主体，该套管主体的下端带有套管斜口，在套管主体上中间区域设有一捕捉挂钩，在套管主体上还设有一组定位销，该组定位销与捕捉挂钩分位于套管主体上的不同向的界面上；

所述伸拉绳的使用末端与捕捉器套管的上端头活性连接。

为加强捕捉器的捕捉效果，在所述移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器套管主体的上端加设配重模块（根据实际打捞过程在套管主体的上端随时加设适配的配重模块）。

所述移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器的伸拉绳（优选钢丝绳）的使用端和捕捉器套管的上端头通过公、母丝扣活性连接。

所述移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器的升降装置由固定在地面上的一绞车及缠绕在绞车绞盘上的可收放的伸拉绳组成。

所述可引导伸拉绳走向的定位装置为一固定在卡住测斜探头钻孔孔口的立式定位滑轮。

所述捕捉器套管的套管主体长度应大于被卡移动式钻孔倾斜仪探头长度大于15cm。

所述捕捉器套管的套管斜口切割成的角度为30°。

所述移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器的伸拉绳为钢丝绳或具有与钢丝绳有同等抗拉强度的其它绳索。

本发明的另一目的是提供一种移动式钻孔倾斜仪探头的捕捉方法，其可以有效捕捉移动式测斜仪。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种利用上述的移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器实现移动式钻孔倾斜仪探头的捕捉方法，其方法如下：

1）首先确认下放捕捉器套管的方向：使得捕捉器套管的定位销对准与移动式钻孔倾斜仪导轮方向垂直的导槽所在位置方向，捕捉器套管下端套管斜口的尖部方向与被卡移动式钻孔倾斜仪探头一组（上、下端）定位导轮组中的低导轮同向。

2）匀速下放捕捉器套管，使捕捉器套管下端下放到移动式钻孔倾斜仪上端一组定位导轮处，此时该捕捉器套管斜口依靠下放的重力先将移动式钻孔倾斜仪上部的一组定位导轮的低导轮与测斜管导槽分离并同时迫使该组定位导轮的高导轮旋转后进入套管中；

3）继续下放捕捉器套管，使其通过移动式钻孔倾斜仪探头上部一组定位导轮中部，此时，该捕捉器套管上的捕捉挂钩深入到移动式钻孔倾斜仪探头上部导轮弹簧定位销下部空间中紧紧挂住移动式钻孔倾斜仪探头上部导轮的弹簧定位销；

4）继续匀速下放捕捉器套管，使捕捉器套管下端下放到移动式钻孔倾斜仪下端一组定位导轮处，此时该捕捉器套管斜口依靠下放的重力先将移动式钻孔倾斜仪下端的一组定位导轮的低导轮与测斜管导槽分离并同时迫使该组定位导轮的高导轮旋转后进入套管中；

5）再继续下放，使移动式测斜仪探头到达套管顶部，此时上拉捕捉器套管将移动式钻孔倾斜仪移出所卡住位置，继续下放至套管主体将被卡移动式测斜仪探头全部套入套管中，与钻孔测斜管完全脱离；

6）通过绞车升降伸拉绳将捕捉器套管拉出地面，随之完成捕捉移动式钻孔倾斜仪探头。

所述移动式钻孔倾斜仪探头的捕捉方法的步骤4）中，当使移动式测斜仪探头到达套管顶部时，先试探性的拖拽上拉的捕捉器套管，待认为拖拽牢靠时再上拉捕捉器套管。

本发明的优点是：可以快速的将捕捉器下放到测斜仪探头所卡位置，方便有效的实现测斜仪探头与测斜管导槽分离及捕捉探头有效位置，轻松快捷的实现测斜仪探头捕捉打捞的目的。

附图说明

图1为本发明移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器分解结构示意图。

图2为本发明移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器的捕捉器套管结构示意图（主视）。

图3为本发明移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器的捕捉器套管结构示意图（侧视）。

图4为本发明移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器工作原理图（套入状态）。

图5为移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器工作示意图。

图6为现有钻孔移动式倾斜仪结构示意图。

图7为现有测斜管的两组导槽位置示意图。

图中：

1-升降装置，101-绞车，102-伸拉绳，103-接头；

2-定位装置，201-定位滑轮；

3-捕捉器套管，301-公丝扣，302-配重模块，303-定位销，304-捕捉挂钩，305-套管主体，306-套管斜口；

11-移动式钻孔倾斜仪探头，111-上端高导轮，112-上端低导轮，113-下端高导轮，114-下端低导轮；

12-线缆；

13-读数仪；

14-测斜管，141、142-测斜管导槽；

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式

参阅图1所示，本发明移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器主要由升降装置1、定位装置2和捕捉器套管3三部分组成。其中：

所述的升降装置1由固定在地面上的一绞车101、缠绕在绞车轮毂上的可收放的伸拉绳102和用于连接捕捉器套管的接头103组成。所述伸拉绳为钢丝绳或者是具有与钢丝绳有同等抗拉强度的其它绳索，一般常规采用的是钢丝绳。

所述的定位装置2是一个可引导伸拉绳走向的装置，固定于被卡移动式钻孔倾斜仪探头所在钻孔的孔口处，本实施例中，采用一立式的定位滑轮201，升降装置的伸拉绳102绕经该定位滑轮201向钻孔内下放或提升用于连接捕捉器套管的接头103。

所述的捕捉器套管3为本发明的核心部件，同时参见图2、图3，其包括一可将被卡移动式钻孔倾斜仪探头套入其内的套管主体305，该套管主体为管状结构，其下端带有套管斜口306，该套管斜口306根据实际需要切割成一定角度（一般为20°~60°，30°为佳）。在套管主体中间区域上设有一捕捉挂钩304，该捕捉挂钩可以用弹性钢条制作，还设有一组定位销303。

所述伸拉绳102的使用末端与捕捉器套管的上端头活性连接，本实施例中是通过公、母丝扣活性连接，在伸拉绳的使用末端配有带母丝扣的升降块（接头103）；在捕捉器套管套管主体3的上端配设与伸拉绳使用末端的母丝扣匹配连接的公丝扣301。为加强捕捉器的捕捉效果，还可在捕捉器套管主体305的上端加设配重模块302，该配重模块应可以在现场实时根据实际需要增减。

所述捕捉器套管的套管主体305的长度应略长于被卡移动式钻孔倾斜仪探头长度，一般长出15cm以上

参见图4，本发明移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器具体的工作原理是：当本发明移动式钻孔倾斜仪捕捉器的套管主体305下放接触到移动式钻孔倾斜仪探头11时，本发明捕捉器套管的套管斜口306在重力作用下迫使移动式钻孔倾斜仪探头的导轮与测斜管14分离，该导轮旋转后在捕捉器套管的上部配重块302及捕捉器套管自身重力作用下发生旋转后进入本发明移动式钻孔倾斜仪捕捉器的套管主体中，从而达到移动式钻孔倾斜仪探头导轮与测斜管的分离，同时捕捉上面一组导轮进入测斜管。

参见图5，本发明移动式钻孔倾斜仪探头的捕捉方法如下：

1）将本发明移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器的各个组件连接牢固后，首先确认下放捕捉器套管的方向，监测中移动式钻孔倾斜仪探头的上端高导轮111、下端高导轮113插入测斜管导槽141滑坡主滑方向，则本发明移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器的套管主体的定位销303插入测斜管导槽142中，套管尖部与探头低导轮112、114同向；

2）利用升降装置的绞车101将钢丝绳102通过孔口定位滑轮201将捕捉器套管匀速放入到卡住移动式钻孔倾斜仪探头11的钻孔中，使捕捉器套管下端下放到移动式钻孔倾斜仪上端的一组定位导轮处，此时该捕捉器套管的套管斜口依靠下放的重力先将移动式钻孔倾斜仪上端的一组定位导轮的上端低导轮112与测斜管导槽分离并同时迫使该组定位导轮的上端高导轮111旋转后进入套管中；

3）在上部套管及配重块的重力作用下捕捉器套管继续下放，当捕捉器套管上的捕捉挂钩304通过移动式钻孔倾斜仪探头上部一组定位导轮中部的时候，捕捉挂钩304在弹性作用下深入到移动式钻孔倾斜仪探头上部导轮弹簧定位销下部空间中，无法弹回原来位置；

4）继续匀速下放捕捉器套管，使捕捉器套管下端下放到移动式钻孔倾斜仪下端一组定位导轮处，此时该捕捉器套管斜口依靠下放的重力先将移动式钻孔倾斜仪下端的一组定位导轮的下端低导轮114与测斜管导槽分离并同时迫使该组定位导轮的下端高导轮113旋转后进入套管中；

5）再继续下放少许后，使移动式测斜仪探头到达套管顶部（捕捉器套管比移动式测斜仪探头略长），此时上拉捕捉器套管，捕捉挂钩304紧紧挂住移动式钻孔倾斜仪探头上部导轮的弹簧定位销，通过试探性的拖拽即可轻松的将移动式钻孔倾斜仪移出所卡住位置；

6）通过升降装置的绞车101通过伸拉绳（钢丝绳）102将捕捉器套管拉出地面，达到捕捉移动式钻孔倾斜仪探头的目的。

上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本申请专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器，其特征在于包括：

一个带有伸拉绳的升降装置；

一个可引导伸拉绳走向的定位装置，固定于被卡移动式钻孔倾斜仪探头所在钻孔的孔口处；

一个捕捉器套管，包括一可将被卡移动式钻孔倾斜仪探头套入其内的套管主体，该套管主体的下端带有套管斜口，在套管主体上中间区域设有一捕捉挂钩，在套管主体上还设有一组定位销，该组定位销与捕捉挂钩分位于套管主体上的不同向的界面上；

所述伸拉绳的使用末端与捕捉器套管的上端头活性连接。

2.根据权利要求1所述的移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器，其特征在于：在套管主体的上端加设配重模块。

3.根据权利要求1所述的移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器，其特征在于：所述的伸拉绳的使用端和捕捉器套管的上端头通过公、母丝扣活性连接。

4.根据权利要求1所述的移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器，其特征在于：所述的升降装置由固定在地面上的一绞车及缠绕在绞车绞盘上的可收放的伸拉绳组成。

5.根据权利要求1所述的移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器，其特征在于：所述可引导伸拉绳走向的定位装置为一固定在卡住测斜探头钻孔孔口的立式定位滑轮。

6.根据权利要求1所述的移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器，其特征在于：所述捕捉器套管的套管主体长度大于被卡移动式钻孔倾斜仪探头长度大于15cm。

7.根据权利要求1所述的移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器，其特征在于：所述捕捉器套管的套管斜口切割成的角度为30°。

8.根据权利要求2所述的移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器，其特征在于：所述的配重模块为现场打捞过程中实时适配的配重模块。

9.一种利用权利要求1所述的移动式钻孔倾斜仪探头捕捉器实现移动式钻孔倾斜仪探头的捕捉方法，其特征在于方法如下：

1）首先确认下放捕捉器套管的方向：使得捕捉器套管的定位销对准与移动式钻孔倾斜仪导轮方向垂直的导槽所在位置方向，捕捉器套管下端套管斜口的尖部方向与被卡移动式钻孔倾斜仪探头定位导轮中的低导轮同向；

2）匀速下放捕捉器套管，使捕捉器套管下端下放到移动式钻孔倾斜仪上端一组定位导轮处，此时该捕捉器套管斜口依靠下放的重力先将移动式钻孔倾斜仪上端的一组定位导轮的低导轮与测斜管导槽分离并同时迫使该组定位导轮的高导轮旋转后进入套管中；

3）继续下放捕捉器套管，使其通过移动式钻孔倾斜仪探头上部一组定位导轮中部，此时，该捕捉器套管上的捕捉挂钩深入到移动式钻孔倾斜仪探头上部导轮弹簧定位销下部空间中紧紧挂住移动式钻孔倾斜仪探头上部导轮的弹簧定位销；

4）继续匀速下放捕捉器套管，使捕捉器套管下端下放到移动式钻孔倾斜仪下端一组定位导轮处，此时该捕捉器套管斜口依靠下放的重力先将移动式钻孔倾斜仪下端的一组定位导轮的低导轮与测斜管导槽分离并同时迫使该组定位导轮的高导轮旋转后进入套管中；

5）再继续下放，使移动式测斜仪探头到达套管顶部，此时上拉捕捉器套管将移动式钻孔倾斜仪移出所卡住位置继续下放至套管主体将被卡移动式测斜仪探头全部套入套管中，与钻孔测斜管完全脱离；

6）通过绞车升降伸拉绳将捕捉器套管拉出地面，随之完成捕捉移动式钻孔倾斜仪探头。

10.根据权利要求9所述的移动式钻孔倾斜仪探头的捕捉方法，其特征在于：所述步骤4）中，当使移动式测斜仪探头被套管主体完全套入时，先试探性的拖拽上拉的捕捉器套管，待认为拖拽牢靠时再上拉捕捉器套管。

Images