CN104278983B - 一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置 - Google Patents
一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104278983B CN104278983B CN201410523153.4A CN201410523153A CN104278983B CN 104278983 B CN104278983 B CN 104278983B CN 201410523153 A CN201410523153 A CN 201410523153A CN 104278983 B CN104278983 B CN 104278983B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- seal
- hole
- coupling
- air bag
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 120
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011799 hole material Substances 0.000 description 59
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- -1 electricity Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 2
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
本发明提供了一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置，包括储水器和耦合气囊及连接二者的密封连接件，还有用于密封储水器另一端的第一密封件和用于密封耦合气囊另一端的第二密封件；储水器由储水器外壳和位于外壳内气囊及水组成；所述的第一密封件上设有通气孔，所述的气囊一端套设在第一密封件上，且第一密封件上通气孔的内端位于气囊内；所述的密封连接件上设有把储水器内的水过渡到耦合气囊内的过水孔；所述的第二密封件上设有过线孔，位于耦合气囊内的声波探头的电线通过过线孔引到第二密封件外，检测方便，在干孔测试时现场不在需要水、电、水泵，突破了传统的检测方法。
Description
技术领域
本发明属于物探专业钻孔声波测试探头附属设施，尤其涉及一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置。
背景技术
目前，工程地质勘察时，经常采用钻探方法对地下地层进行研究，也经常采用钻孔取芯。通过开挖平硐来洞察岩体也是常用的基础勘察手段，可现实问题是，火工材料办理难度越来越大，相反，业主要求的勘察工期越来越短，这些矛盾越来越突出。利用高效的钻孔手段替代平硐手段是勘探行业未来发展的趋势。可以预测，以后钻孔工作量越来越大，涉及孔内声波测试的工作越来越多，可声波测试时会碰到以下两个难题：干孔和深孔内难以进行超声波测试。
1干孔内难以进行超声波测试
在钻孔内进行声波测试时，需要一发双收(或多收)声波测试探头，声波探头与孔壁必须通过水耦合。目前，现场施工条件越来越复杂，钻孔比较破碎，测试的深度越来越大（在水电行业200多米深的孔越来越常见），方向有垂直朝上、垂直朝下、水平、斜向上或斜向下，这些孔难以保存水，尤其是朝上、斜向上和水平孔。孔内没水，无法实现声波探头与孔壁的耦合，从而导致该方法测试工作无法进行。
（1）目前市场上有最先进的、针对“朝上孔”的干孔耦合装置，工作过程如下：
第一步：通过铁杆把声波探头向上推到钻孔测试位置。
第二步：向固定在探头尾部的气囊打气，待气囊与孔壁充分接触后，通过上水管由水泵向气囊上部的孔内注水，当水浸没探头后，探头与孔壁得到充分耦合，即可进行测试。
第三步：测试完毕后，释放气囊内的空气，水靠重力自然向下流出，把探头移到下一测试点。由于孔内需要频繁注水、放水，在孔下工作的人员及时在穿上雨衣的情况下也经常被淋成“落汤鸡”，尤其在冬季，方法难以实现。另外，现场需要水、电、水泵等，有时这些条件根本满足不了，非常不便，不太适用，多年来推广效果不佳。
（2）市场上针对“朝下孔”的干孔耦合装置，按照以下工作过程进行：
第一步：先向固定在探头头部的气囊打气，待气囊与孔壁充分接触后，通过注水管由水泵向气囊上部的孔内注水，当水侵过探头后，探头与孔壁得到充分耦合，即可进行测试。
第二步：测试完毕后，释放气囊内的空气，水靠重力自然向下流出，把探头移到下一测试点。现场需要水、电、水泵等，有时这些条件根本满足不了，尤其在前期外业勘察时，不是没水，就是缺电。还有一种情况，如果向孔内注的水太多，气囊受水重力影响，会向下移动，气囊容易被磨破；如果孔内水太少，探头不能完全浸没。当记录品质差时，也难以判断是由于岩体破碎引起，还是因为水太少，探头毕竟在孔内，也难以把握孔内注水多少。
以上装置是当前物探行业针对干孔最好的耦合装置，但均离不开水和电。当孔为水平孔时，以上两种探头均无法使用。
2深孔内难以进行超声波测试
超声波测试探头耐压的程度是有限的，一般情况下，可以通过向孔内注水的方式进行耦合。碰到较深的钻孔时，可能会碰到两种情况：孔内有水和没水。
（1）在干孔内可以注满水的条件下，当测到深部时，受水压的影响，发射和接收探头效果明显差，采集的原始记录品质差，经常导致无法获得测试数据的后果，有时甚至还会导致探头损坏。
（2）在现场没水时，难以实现探头与孔壁耦合，无法进行超声波测试。
发明内容
针对上述的问题，发明了声波全方位测试干孔探头的耦合装置。本发明提供一种无需水、电，及水泵的传统的注水和放水的思路，采用充气和排气方法来实现探头与孔壁水耦合。结构简单，操作方便。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置，包括声波探头，声波探头外包裹的耦合气囊和储水器，还包括连接并密封储水器与耦合气囊的密封连接件、用于密封储水器另一端的第一密封件和用于密封耦合气囊另一端的第二密封件；
所述的储水器由储水器外壳、位于储水器外壳内的充气气囊和水组成；
所述的第一密封件上设有通气孔，充气气囊套设在第一密封件上，且该通气孔与充气气囊导通；
所述的密封连接件上设有储水器与耦合气囊相互导通的过水孔；
所述的第二密封件上设有过线孔，声波探头的电线通过过线孔延伸到第二密封件外。
还包括进气管道，所述的进气管道一端设在第二密封件的外端且与设在第二密封件外的打气筒连接，另一端穿过第二密封件、耦合气囊、密封连接件、储水器与第一密封件上的通气孔连接。
所述的充气气囊位于储水器外壳的中部。
所述的第二密封件的后端设有安装扶杆的凹槽，该凹槽与过线孔相通。
所述的打气筒与进气管道之间设有三通阀。
本发明采用上述的技术方案具有以下优点：
1．本发明改变了孔内必须有水才能测试的传统；
2．针对水平干孔也可以进行检测；
3．可以实现向上、向下倾斜干孔声波测试；
4．也可以实现有水的钻孔声波测试；
5．在测量的过程中不会对人造成伤害，不会被浇成“落汤鸡”。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置结构示意图；
图2是储水器部分的结构示意图；
图3是耦合部分的结构示意图。
1、第一密封件；2、充气气囊；3、储水器外壳；4、密封连接件；5、耦合气囊；6、声波探头；7、第二密封件；8、过水孔；9、进气管道；10、凹槽；11、扶杆；12、打气筒；13、水；14、储水器；15、通气孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步对一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置进行详细的说明：
如图1、2、3所示的一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置，包括声波探头6，声波探头6外包裹的耦合气囊5和储水器14，连接并密封储水器14与耦合气囊5的密封连接件4、用于密封储水器14另一端的第一密封件1和用于密封耦合气囊5另一端的第二密封件7；储水器14由储水器外壳3、位于储水器外壳3内的充气气囊2和水13组成；第一密封件1上设有通气孔15，充气气囊2套设在第一密封件1上，且该通气孔15与充气气囊2导通；密封连接件4上设有储水器14与耦合气囊5相互导通的过水孔8；第二密封件7上设有过线孔，声波探头6的电线通过过线孔延伸到第二密封件7外。
在工作的过程中，当把该耦合装置安置到需要测试的位置时，通过通气孔15向位于储水器14内的充气气囊气囊2打气，充气气囊2膨胀，体积增大，储水器14内的水13会得到来自充气气囊2的挤压力，水13会通过密封连接件4上的过水孔8进入耦合气囊5内，耦合气囊5膨胀，当耦合气囊5与孔壁充分接触后（中间存在一定积压力），位于耦合气囊5内的声波探头4与孔壁耦合，此时可以对该点进行测试。该点测试结束后，排出位于储水器14内充气气囊2中的气体，储水器14内的压强减小，耦合气囊5内的水13回流到储水器14内，耦合气囊5与孔壁分开，可以移动探头到下一个测试点。重复以上过程，水13在储水器14和耦合气囊5之间来回流动，解决了目前需要通过水、电、水泵传统的检测方法来检测各测点耦合的问题。
在上述实施例中，为了方便在实用的过程中随时为该装置内充气，还设计了进气管道9，所述的进气管道一端设在第二密封件7的外端且与设在第二密封件7外的打气筒12连接，另一端穿过第二密封件7、耦合气囊5、密封连接件4、储水器14与第一密封件1上的通气孔15连接，所述的打气筒12与进气管道9之间设有三通阀，在工作时，把打气筒12与进气管道9连通的三通阀端打开，利用打气筒12通过进气管道9通气孔15向位于储水器14内的充气气囊气囊2打气，充气气囊2膨胀，体积增大，储水器14内的水13会得到来自充气气囊2的挤压力，水13会通过密封连接件4上的过水孔8进入耦合气囊5内，耦合气囊5膨胀，当耦合气囊5与孔壁充分接触后（中间存在一定积压力），位于耦合气囊5内的声波探头4与孔壁耦合，此时可以对该点进行测试。该点测试结束后，转换三通阀，使储水器14内充气气囊2中的气体，通过进气管道9和三通阀排出该耦合装置，储水器14内的压强减小，耦合气囊5内的水13回流到储水器14内，耦合气囊5与孔壁分开，可以移动探头到下一个测试点。重复以上过程，水13在储水器14和耦合气囊5之间来回流动，解决了目前需要通过水、电、水泵传统的检测方法来检测各测点耦合的问题。
在上述的实施例中，为了充气气囊2在充气的过程中比较稳定，并且储水器14中的水能够平稳的进入到耦合气囊5中，充气气囊2设计在储水器14外壳3的中部。
在上述的实施例中，为了方便该装置能够顺利的进入到钻孔中，所述的第二密封件11的后端设有安装扶杆11的凹槽10，该凹槽10与过线孔相通，在使用的过程中，凹槽10中可以安置扶杆11，帮助该装置进入到钻孔中。
在上述的实施例中，储水外壳3为3mm厚PVC管；气囊2为直筒状、厚1mm、内径30mm，充气气囊2需要用天然橡胶、柔韧性好、强度高的材料制成；第一密封件1、密封连接件4、第二密封件7为尼龙材料或其它轻质高强度材料；第一密封件1的一端是可塞入到储水外壳3，并能够对储水器14进行密封的圆柱体，密封连接件4的两端是分别可以塞入到储水外壳3和耦合气囊5中，且能够密封储水器14和耦合气囊5的圆柱体，第二密封件7的一端是可塞入到耦合气囊5，并能够对耦合气囊5进行密封的圆柱体；耦合气囊5为直筒状、厚1.5mm、内径50mm，要求天然橡胶、柔韧性好、强度高的材料制成。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置，包括声波探头（6），声波探头（6）外包裹的耦合气囊（5）和储水器（14），其特征在于，还包括连接并密封储水器（14）与耦合气囊（5）的密封连接件（4）、用于密封储水器（14）另一端的第一密封件（1）和用于密封耦合气囊（5）另一端的第二密封件（7）；所述的储水器（14）由储水器外壳（3）、位于储水器外壳（3）内的充气气囊（2）和水（13）组成；所述的第一密封件（1）上设有通气孔（15），充气气囊（2）套设在第一密封件（1）上，且该通气孔（15）与充气气囊（2）导通；
所述的密封连接件（4）上设有储水器（14）与耦合气囊（5）相互导通的过水孔（8）；所述的第二密封件（7）上设有过线孔，声波探头（6）的电线通过过线孔延伸到第二密封件（7）外；还包括进气管道（9），所述的进气管道一端设在第二密封件（7）的外端且与设在第二密封件（7）外的打气筒（12）连接，另一端穿过第二密封件（7）、耦合气囊（5）、密封连接件（4）、储水器（14）与第一密封件（1）上的通气孔（15）连接。
2.根据权利要求1所述的一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置，其特征在于，所述的充气气囊（2）位于储水器外壳（3）的中部。
3.根据权利要求1所述的一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置，其特征在于，所述的第二密封件（7）的后端设有安装扶杆（11）的凹槽（10），该凹槽（10）与过线孔相通。
4.根据权利要求1所述的一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置，其特征在于，所述的打气筒（12）与进气管道（9）之间设有三通阀。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410523153.4A CN104278983B (zh) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | 一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410523153.4A CN104278983B (zh) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | 一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104278983A CN104278983A (zh) | 2015-01-14 |
| CN104278983B true CN104278983B (zh) | 2017-05-10 |
Family
ID=52254274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410523153.4A Active CN104278983B (zh) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | 一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104278983B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108051849B (zh) * | 2018-01-31 | 2024-01-23 | 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 | 一种地震三分量干孔探头及测试方法 |
| CN110700819B (zh) * | 2019-10-12 | 2023-08-18 | 重庆市市政设计研究院 | 一种无水钻孔声波检测与压水试验一体化装置 |
| CN114994747A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-02 | 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 | 一种重力式干孔声波探头 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204175282U (zh) * | 2014-09-30 | 2015-02-25 | 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 | 一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6999174B2 (en) * | 2001-11-13 | 2006-02-14 | Battelle Memorial Institute | Photoacoustic spectroscopy sample array vessels and photoacoustic spectroscopy methods for using the same |
| CN200958392Y (zh) * | 2006-10-13 | 2007-10-10 | 杭州华东工程检测技术有限公司 | 气垫式干孔声波测试装置 |
| CN200986538Y (zh) * | 2006-12-13 | 2007-12-05 | 长江工程地球物理勘测武汉有限公司 | 新型干孔声波测试探头 |
| CN101419195B (zh) * | 2008-08-22 | 2011-05-11 | 长江工程地球物理勘测武汉有限公司 | 全耦合干孔声波测试探头 |
| CN101782554B (zh) * | 2010-02-26 | 2012-01-11 | 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 | 全分离式单孔声波测试装置及其调试方法 |
| CN103698398A (zh) * | 2014-01-22 | 2014-04-02 | 武汉大学 | 一种岩体声波检测换能器 |
-
2014
- 2014-09-30 CN CN201410523153.4A patent/CN104278983B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204175282U (zh) * | 2014-09-30 | 2015-02-25 | 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 | 一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104278983A (zh) | 2015-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101782554B (zh) | 全分离式单孔声波测试装置及其调试方法 | |
| CN102900428B (zh) | 煤层瓦斯抽采钻孔密封质量和漏气位置的检测方法 | |
| CN102928881B (zh) | 一种地面跨孔电阻率ct耦合线缆 | |
| CN104278983B (zh) | 一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置 | |
| CN109653704A (zh) | 应用于地热井抽水试验的止水器、分层止水装置及系统 | |
| CN201628703U (zh) | 水压耦合式跨孔声波测试装置 | |
| CN105467014A (zh) | 在干孔中自动测试围岩松动圈的装置及方法 | |
| CN107830960A (zh) | 一种水压致裂封隔器装置 | |
| CN104713950B (zh) | 声波测试耦合装置及测试方法 | |
| CN109826612A (zh) | 天然气水合物储层径向水平井钻采模拟装置及方法 | |
| CN203164441U (zh) | 轻便式气囊隔离随钻压水试验器 | |
| CN105756664B (zh) | 连续油管水平井测试装置 | |
| CN201448106U (zh) | 三参数验封仪 | |
| CN109444952B (zh) | 快捷安装回收高耦合性的孔中地震波接收装置及探测方法 | |
| CN110530772A (zh) | 煤样高压应变及二氧化碳驱替煤层甲烷一体试验装置 | |
| CN111708077A (zh) | 隧道围岩松动圈的声波法测试方法 | |
| CN204882003U (zh) | 一种瓦斯抽采钻孔密封性检测装置 | |
| CN205538848U (zh) | 在干孔中自动测试围岩松动圈的装置 | |
| CN109162703A (zh) | 一种超长松软顺煤层钻孔多级带压密封测压装置及方法 | |
| CN204175282U (zh) | 一种声波全方位测试干孔探头的耦合装置 | |
| CN2139953Y (zh) | 工程地质勘察用的压水试验装置 | |
| CN207296993U (zh) | 钻孔声波测试装置 | |
| CN105422025B (zh) | 一种用于评价冲洗液的装置和方法 | |
| CN110080747A (zh) | 松软煤层瓦斯抽采钻孔失稳检测方法及工具 | |
| CN214503289U (zh) | 一种压水试验装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Weidong Inventor after: Yue Junmin Inventor after: Qi Zengyun Inventor after: Wu Kefan Inventor after: Zhang Mingcai Inventor after: Li Shuwu Inventor after: Lv Yaocheng Inventor before: Chen Weidong |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |