CN105401938B - 一种围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统，包括方位指示柱、稳态成像孔内固定圆盘、孔壁滑动滚轮、探头固定圆管、缆线出口、连接头、指南针以及探头输送圆管，探头固定圆管下部设有缆线出口，探头固定圆管上部连接稳态成像孔内固定圆盘，稳态成像孔内固定圆盘外侧面设有若干个孔壁滑动滚轮，稳态成像孔内固定圆盘中部设有若干根方位指示柱，探头固定圆管下部连接探头输送圆管。相对现有技术，本发明能够实现钻孔窥视探头中央固定与稳态成像，孔壁滑动滚轮达到省力目的与孔壁无损探头输送，具有孔内方位指示并且质轻高强，便于携带。

Description

一种围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统

技术领域

本发明涉及围岩裂隙探测技术领域，具体涉及一种围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统。

背景技术

基于钻孔的围岩裂隙光学摄像是通过现场钻孔对围岩裂隙进行连续取样，后期对图像评估分析以掌握现场地质条件的一种研究方法，广泛应用于矿山、工程地质、水文地质、岩土工程等部门。在进行图像取样时要使窥视探头固定于钻孔中心并且避免设备猛烈撞击孔壁以实现孔壁清晰无损成像。

现有的钻孔窥视设备一般包括主机、探头和缆线三部分，对于垂直向下方向的钻孔窥视取像比价容易，但是当钻孔偏离垂直方向一定角度甚至当钻孔垂直向上时，钻孔窥视设备使用较为困难。目前对于倾斜或垂直上向钻孔窥视图像取样一般采用现场炮棍捆扎和输送窥视探头，由于不能准确将探头定位，成像不佳，而且在输送探头过程中，炮棍和探头的摆动会对孔壁造成损伤，不利于成像后图像的实验室分析，其缺点和不足如下：

1、不能将窥视探头固定于钻孔中心，导致所拍摄的钻孔图像成像模糊，不能清晰反映出钻孔内裂隙发育、破碎程度等重要信息；

2、窥视探头孔内输送过程中，由于人为或是装备因素，容易碰撞钻孔孔壁，造成钻孔孔壁损伤，导致所获取图像不能真实反映现场情况，对后期实验室图像分析造成误导；

3、现场窥视探头输送多用炮棍捆扎，多节连接，质量大，给中深孔或深孔钻孔的窥视探头孔内输送造成巨大困难；

4、缺少方位参照物，钻孔窥视图像实验室分析过程中，不能从图像中分辨出目标区域的方位，为目标定位造成困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现钻孔窥视探头中央固定与稳态成像，孔壁滑动滚轮达到省力目的与孔壁无损探头输送，具有孔内方位指示并且质轻高强，便于携带的围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统，包括方位指示柱、稳态成像孔内固定圆盘、孔壁滑动滚轮、探头固定圆管、缆线出口、连接头、指南针以及探头输送圆管，探头固定圆管下部设有缆线出口，探头固定圆管上部连接稳态成像孔内固定圆盘，稳态成像孔内固定圆盘外侧面设有若干个孔壁滑动滚轮，稳态成像孔内固定圆盘中部设有若干根方位指示柱，探头固定圆管下部连接探头输送圆管。

作为上述技术的进一步改进，所述孔壁滑动滚轮设有两个。

作为上述技术的进一步改进，所述孔壁滑动滚轮采用橡胶材料制成。

作为上述技术的进一步改进，所述方位指示柱设有四根。

作为上述技术的进一步改进，所述四根方位指示柱颜色各异。

作为上述技术的进一步改进，所述方位指示柱之间夹角为90度。

作为上述技术的进一步改进，所述探头固定圆管下部通过连接头连接探头输送圆管。

作为上述技术的进一步改进，所述稳态成像孔内固定圆盘、探头固定圆管、连接头以及探头输送圆管均采用质轻高强的铝合金材料制成。

作为上述技术的进一步改进，稳态成像孔内固定圆盘将探头固定于钻孔的中心位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：稳态成像孔内固定圆盘将钻孔窥视探头固定于钻孔中央位置，保证了钻孔成像的质量，防止钻孔窥视探头的不规则摆动，有利于图像的采集，使用硬度较小的橡胶质孔壁滑动滚轮，能够减少钻孔窥视探头输送过程中的震动，起到减震作用，同时由于其较软的材质能够防止孔壁发生碰撞损伤，确保成像信息的真实可靠性，保障了钻孔窥视探头沿途摄像的清晰度，在钻孔窥视探头输送过程中可以借助钻孔孔壁的支撑作用力起到省力的作用，很大程度上减小了工作人员的使用负担，稳态成像孔内固定圆盘、探头固定圆管、连接头以及探头输送圆管均采用质轻高强的铝合金材料制成，具有质量小、强度大、不易变形的特点，在保障正常使用的情况下大大减轻了装置整体的重量，能够满足各种工程地质条件下远程携带和深孔探测的要求，稳态成像孔内固定圆盘上每隔90°设有一根颜色各异的方位指示柱，方位指示柱和指南针的配合使用可以为目标监测区域提供方位指示，方便后期的图像处理和分析。

附图说明

图1为本发明的结构爆炸图。

图2为本发明水平钻孔时使用示意图。

图3为本发明倾斜钻孔时使用示意图。

图4为本发明垂直钻孔时使用示意图。

图中：方位指示柱1；稳态成像孔内固定圆盘2；孔壁滑动滚轮3；探头固定圆管4；缆线出口5；连接头6；指南针7；探头输送圆管8。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

一种围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统，包括方位指示柱1、稳态成像孔内固定圆盘2、孔壁滑动滚轮3、探头固定圆管4、缆线出口5、连接头6、指南针7以及探头输送圆管8，探头固定圆管4下部设有缆线出口5，探头固定圆管4上部连接稳态成像孔内固定圆盘2，稳态成像孔内固定圆盘2用于固定探头，稳态成像孔内固定圆盘2外侧面设有若干个孔壁滑动滚轮3，本发明孔壁滑动滚轮3设有两个，孔壁滑动滚轮3采用橡胶材料制成，孔壁滑动滚轮3采用质地较软的橡胶质滚轮，可以防止装置与孔壁发生硬性碰撞，对孔壁造成损伤，同时使用橡胶材料还能起到减震作用，使窥视探头行进过程中的拍摄图像更加清晰可辨，稳态成像孔内固定圆盘2中部设有4根方位指示柱1，4根方位指示柱1颜色各异，配合指南针7使用可以确定孔内目标区域方位，极大的方便了实验室后期图像的处理与分析，相邻方位指示柱1之间形成的夹角为90度，探头固定圆管4下部通过连接头6连接探头输送圆管8，稳态成像孔内固定圆盘2、探头固定圆管4、连接头6以及探头输送圆管8均采用质轻高强的铝合金材料制成，具有质量小、强度大、不易变形的特点，能够满足各种工程地质条件下远程携带和深孔探测的要求。

本发明工作时，将稳态成像孔内固定圆盘2与探头固定圆管4通过螺纹进行连接，探头固定圆管4底部置入钻孔窥视探头，钻孔窥视探头上的缆线经由探头固定圆管4下部的缆线出口5引出装置外部，钻孔窥视探头由稳态成像孔内固定圆盘2进行固定，稳态成像孔内固定圆盘2直径与探测钻孔直径相近，能够约束钻孔窥视探头的不稳定摆动，使钻孔窥视探头在行进过程中始终稳定处于钻孔中央位置，进行稳态成像，图像质量以及效果均比较理想，稳态成像孔内固定圆盘2上设有若干孔壁滑动滚轮3，孔壁滑动滚轮3的使用使得整个装置可以沿着孔壁向孔底或孔口滑行，在钻孔窥视探头输送过程中可以借助钻孔孔壁的支撑作用力起到省力的作用，同时能够防止孔壁受猛烈的硬性撞击而发生损伤，孔壁滑动滚轮3采用橡胶材料制成，形成橡胶质滚轮，橡胶质滚轮具有硬度小、弹性高的性质，可以防止装置与孔壁发生硬性碰撞对孔壁造成损伤，实现钻孔窥视探头的孔壁无损输送，并且橡胶质滚轮还能起到减震作用，使钻孔窥视探头行进过程中的拍摄图像更加清晰可辨，探头固定圆管4下部通过连接头6连接探头输送圆管8，当装置用于对深度较大的孔进行探测时，通过连接头6能够连接多个探头输送圆管8进行延长连接直至达到目标深度，形成多级探头输送圆管8结构，稳态成像孔内固定圆盘2上每隔90°设有一根颜色各异的方位指示柱1，方位指示柱1和指南针7的配合使用可以为目标监测区域提供方位指示，方便后期的图像处理和分析。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统，包括方位指示柱、稳态成像孔内固定圆盘、孔壁滑动滚轮、探头固定圆管、缆线出口、连接头、指南针以及探头输送圆管，其特征在于，探头固定圆管下部设有缆线出口，探头固定圆管上部连接稳态成像孔内固定圆盘，稳态成像孔内固定圆盘外侧面设有两个孔壁滑动滚轮，所述孔壁滑动滚轮采用橡胶材料制成，稳态成像孔内固定圆盘中部设有四根方位指示柱，探头固定圆管下部连接探头输送圆管。

2.根据权利要求1所述的围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统，其特征在于，所述四根方位指示柱颜色各异。

3.根据权利要求1所述的围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统，其特征在于，所述方位指示柱之间夹角为90度。

4.根据权利要求1所述的围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统，其特征在于，所述探头固定圆管下部通过连接头连接探头输送圆管。

5.根据权利要求1所述的围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统，其特征在于，所述稳态成像孔内固定圆盘、探头固定圆管、连接头以及探头输送圆管均采用质轻高强的铝合金材料制成。

6.根据权利要求1所述的围岩裂隙稳态成像技术与方位识别系统，其特征在于，稳态成像孔内固定圆盘将探头固定于钻孔的中心位置。