CN110045421A - 一种孤石探测方法及其设备 - Google Patents

一种孤石探测方法及其设备 Download PDF

Info

Publication number
CN110045421A
CN110045421A CN201910318524.8A CN201910318524A CN110045421A CN 110045421 A CN110045421 A CN 110045421A CN 201910318524 A CN201910318524 A CN 201910318524A CN 110045421 A CN110045421 A CN 110045421A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic
boulder
motion bar
ultrasonic probe
shaft
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.)
Granted
Application number
CN201910318524.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110045421B (zh
Inventor
苏再非
徐力峰
陈杰强
沈秋华
周国粱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Nonferrous Engineering Survey And Design Institute
Original Assignee
Guangdong Nonferrous Engineering Survey And Design Institute
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Nonferrous Engineering Survey And Design Institute filed Critical Guangdong Nonferrous Engineering Survey And Design Institute
Priority to CN201910318524.8A priority Critical patent/CN110045421B/zh
Publication of CN110045421A publication Critical patent/CN110045421A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110045421B publication Critical patent/CN110045421B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/40Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
    • G01V1/44Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators and receivers in the same well

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及一种孤石探测方法,通过钻孔将超声波探头放到待探测的位置上,启动驱动装置,往垂直于探测孔的孔壁方向驱动若干个超声波换能器,使得超声波探头与探测孔的孔壁紧贴并耦合,然后使用超声波探测得出孤石迎波面的准确空间位置,通过数据线将数据传输至控制电脑并按比例生成孤石的三维空间位置及尺寸。通过超声波探测孤石的方法可大大减少传统勘探方法揭露孤石的工作量,节约大量成本,并可有效避免传统勘探方法勘探孤石造成的孤石遗漏、准确性低等问题,提高孤石勘探工作效率,提高了对孤石勘探的准确性,降低工程施工风险。

Description

一种孤石探测方法及其设备
技术领域
本发明涉及地质勘测的技术领域,尤其是涉及一种孤石探测方法及其设备。
背景技术
在地质勘探领域,城市轨道及交通、铁路、输水隧道等,在采用盾构法施工时,地层中球状风化残留的风化孤石、冲洪积层中的大粒径块石,对盾构施工安全造成严重的不良影响。
在当前的地质勘探手段中,对于孤石(块石)的勘探主要是钻探和地面物探,因孤石的地层内的分布具有随机性,粒径大小与埋藏深度不一,采用钻探手段需要高密度的钻孔方可揭露一部份,因钻孔直径和钻孔密度的有限性,部分孤石依然会被遗漏掉,而无法一一探查到,即使钻孔揭露到了孤石,也是揭露到孤石的一部份,孤石的空间大小依然无法获得准确的参数,给孤石处理带来很大的资源浪费。采用物探手段受限于设备的分辨率、孤石的埋深、大小等因素而无法准确的探测到孤石的位置及大小,探测结果无法直接应用于隧道孤石处理的工程施工,对施工造成一定的麻烦,需要对此进行改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的第一目的在于提供一种孤石探测方法,具有对提高孤石大小及空间位置探测精准、降低大量的钻探工作的优点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种孤石探测方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1钻探探测孔;
S2探测,具体如下:
将超声波探测仪伸入到探测孔中,所述超声波探测仪设有超声波探头,超声波探头内设置有若干超声波换能器,所述超声波换能器包括发射器和接收器,驱动若干超声波换能器同时与孔壁耦合,进行超声波探测;
S3记录探测结果。
通过采用上述技术方案,先通过钻探得到探测孔,将超声波探头放到待探测的位置上,往探测孔的内壁方向驱动超声波换能器,使得超声波换能器与探测孔的孔壁进行耦合,超声波探头内的发射器、接收器均与内壁垂直放置,超声波探头内的发射器向四周发射超声波脉冲,超声波遇到孤石的边界时被放射回来,超声波探头内的接收器接收到被测物体反射的超声波,通过测得超声波发射与接收的时间差,利用超声波在不同材料中的传播速度与时间差计算出反射界面距离超声波发射器的实际距离,利用钻孔深度及边界距离坐标,得出孤石边界的实际位置。利用超声波探测孤石的方法,提高了探测时工作效率,可以大量节省了钻探费用,高精度确认孤石位置及大小。
针对现有技术存在的不足,本发明的第二目的在于提供井下超声波探测仪,具有超声波探头不易损坏的优点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:
包括设置在地面上的安装架,所述安装架上吊装有朝向井内升降的升降装置,所述升降装置上安装有超声波探头,超声波探头内设置有若干超声波换能器和用于驱动若干所述超声波换能器同步往靠近或者远离孤石方向运动的驱动装置,还包括设置在地面上的接收装置,所述接收装置与所述超声波探头之间通过无线或者有线连接。
通过采用上述技术方案,在将超声波探头放置到井内时,需要先将超声波探头内的超声波换能器缩至超声波探头的中心轴处,使得超声波探头在升降的过程中减少超声波探头与孔壁的摩擦和碰撞,消除因超声波探头与孔壁的摩擦或碰撞造成超声波探头损坏、卡住超声波探头无法到达目标位置的问题。采用驱动装置驱动超声波换能器朝远离或者靠近孔壁的方向运动,能解决超声波换能器与孔壁无法紧贴而导致测量误差较大、甚至错误的问题,而且,收缩后的超声波探头更加容易将其放置到指定的探测位置。把探测到的数据传输至接收装置中进行存储。接收装置采用孤石边界的空间位置按一定比例对孤石进行空间三维成像,真实反映了孤石的信息。
本发明进一步设置为:所述超声波探头包括转轴,所述驱动装置包括驱动转轴绕转轴的中轴线转动的驱动件,所述转轴上设置有齿牙,所述转轴上啮合有若干的活动杆,所述超声波探头安装在所述活动杆的一端,所述超声波探头内还设置有用于支撑活动杆的支撑架,所述驱动电机安装在所述支撑架上,所述活动杆与所述支撑架滑动连接,所述支撑架上设置有供活动杆伸出的出口。
通过采用上述技术方案,通过支撑架在活动杆活动的过程中对活动杆起到的支撑的作用,使得超声波换能器可以沿着垂直孔壁的方式与孔壁耦合,超声波换能器与孔壁的接触良好,支撑架对活动杆起到支撑的作用,以使得活动杆可以稳固的放置的支撑架上。
本发明进一步设置为:若干所述活动杆绕所述转轴的周向分布。
通过采用上述技术方案,通过采用上述技术方案,通过将活动杆呈圆周分布,使得超声波探头朝四周均发射有超声波,超声波的覆盖范围较广,可以较为准确的测出孤石的大小和形状等信息。
本发明进一步设置为:所述活动杆至少有六组,每组活动杆均包括在转轴同一水平面上两根相对运动的活动杆。
通过采用上述技术方案,通过设置多组的超声波换能器发射出较为密集的超声波,且超声波的覆盖面较广,穿入到孤石内的超声波相应的也较为密集,单位孤石上反馈回到接收器上的数据也就更加的精细,根据检测到的数据计算出的孤石的形状和大小也更为准确,以方便后续孤石破碎工作的进行。
本发明进一步设置为:所述活动杆绕所述转轴的外周均匀分布且每组活动杆在水平方向上的位置不重合,每组活动杆的水平高度不一致。
通过采用上述技术方案,通过均匀设置活动杆,使得每个超声波探头检测的区域面积相等,可以以转轴为中心形成一个圆周探测的区域,探测区域大,有利于探测到更多的数据,同时提高探测效率及准确性,在探测时无需旋转升降装置来进行探测,减少了不必要的麻烦。采用分组的排列方式可以调节不同组的发射频率,避免因频率相近而使测量误差增大,有利与探测工作的进行。
本发明进一步设置为:所述活动杆的一端固定有刚性的安装杆,所述超声波换能器安装在所述安装杆上,每根安装杆上的超声波换能器不少于两个,不少于两个的超声波换能器沿安装杆的长度方向设置。
通过采用上述技术方案,通过刚性的安装杆不易弯折的特性,超声波换能器与孔壁之间的冲量使得安装杆不易折断,使得超声波换能器抵住孔壁而不易发生抖动;不少于两个的超声波换能器在竖直的方向上发射超声波,以适应较深的探测孔,使得整个超声波探测仪具有较好的适配性和实用性。
本发明进一步设置为:所述超声波探头的外周包覆有柔性的保护罩,所述保护罩的厚度不大于9mm。
通过采用上述技术方案,通过柔性的保护罩对超声波探头起到保护的作用,同时也使得超声波探头向外顶住保护罩与孔壁耦合,厚度不大于9mm 保护罩使得超声波可以穿透保护罩继续向外辐射超声波,同时,在超声波探头与被探测物发生撞击时,因柔性的保护罩具有一定的弹性,使得超声波探头不易被撞坏,影响测量工作的进行,同时也延长了超声波探头的使用寿命。
本发明进一步设置为:所述保护罩的外周覆盖有耦合剂。
通过采用上述技术方案,通过耦合层配合超声波探头将超声波换能器和被检测物体之间的空气进行排除,超声波换能器与孔壁之间的接触良好,使得超声波换能器发射出来的超声波能有效的穿入孤石达到检测的目的。
本发明进一步设置为:所述驱动件包括涡轮、蜗杆以及与蜗杆固定连接的驱动电机,所述涡轮与所述蜗杆咬合,所述涡轮与所述转轴的一端固定连接。
通过采用上述技术方案,涡轮蜗杆的传动速度较慢,对由涡轮间接传动的活动杆来说,超声波换能器可以较缓慢的与孔壁发生耦合,减小超声波换能器与孔壁接触时的冲量,超声波换能器不易出现损坏;且因涡轮和蜗杆的自锁特性,转轴不易出现自转,超声波换能器在探测过程中始终保持与孔壁抵接,超声波换能器能持续向外辐射超声波进行探测工作,且能保证所测得的数据较为准确。
综上所述,本发明的有益技术效果为:
1.在将超声波探头放置到井内时,需要先将超声波换能器缩放在靠近转轴的轴心处,使得超声波探头在升降的过程中减少超声波探头占用井内空间的同时,也使得超声波探头不易与井内壁发生碰撞和摩擦,造成损坏。将超声波探头放置到检测位置之后,驱动装置驱动超声波探头内的超声波换能器与在孔孔壁进行耦合,收缩后的超声波探头更加容易将其放置到指定的探测位置;
2.通过将活动杆呈圆周分布,使得超声波探头朝四周均发射有超声波,超声波的覆盖范围较广,可以较为准确的测出孤石的大小和形状等信息;
3.通过均匀设置活动杆,使得每个超声波探头检测的区域面积相等,可以以转轴为中心形成一个圆周探测的区域,探测区域大,有利于探测到更多的数据,同时提高探测效率及准确性,在探测时无需旋转升降装置来进行探测,减少了不必要的麻烦。采用分组的排列方式可以调节不同组的发射频率,避免因频率相近而使测量误差增大,有利与探测工作的进行;
4.通过设置多组的超声波探头发射出较为密集的超声波,且超声波的覆盖面较广,穿入到孤石内的超声波相应的也较为密集,单位孤石上反馈回到超声波探头内的接收器上的数据也就更加的精细,根据检测到的数据计算出的孤石的形状和大小也更为准确,以方便后续孤石破碎工作的进行;
5.通过均匀设置活动杆,使得每个超声波探头检测的区域面积相等,可以以转轴为中心形成一个圆周探测的区域,探测区域大,有利于探测到更多的数据,在探测时无需旋转升降装置来进行探测,减少了不必要的麻烦;
6.通过柔性的保护罩对超声波探头起到保护的作用,同时也使得超声波探头向外顶住保护罩与孔壁耦合,厚度不大于9mm 保护罩使得超声波可以穿透保护罩继续向外辐射超声波,同时,在超声波探头与被探测物发生撞击时,因柔性的保护罩具有一定的弹性,使得超声波探头不易被撞坏,影响测量工作的进行,同时也延长了超声波探头的使用寿命。
附图说明
图1是本实施例的结构示意图;
图2是本实施例中活动杆与支撑架的关系示意图;
图3是本实施例中转轴与活动杆的关系示意图;
图4是载物箱的示意图。
图中,1、安装架;11、支撑板;12、支撑杆;13、固定板;2、升降装置;21、转向组件;22、收卷绳;23、收卷器;24、吊板;3、超声波探头;31、超声波换能器;32、转轴;33、齿牙;34、活动杆;35、安装杆;36、支撑架;4、驱动装置;41、驱动电机;42、涡轮;43、蜗杆;5、载物箱;51、数据传输线接口;52、电源开关;53、超声波探头开关;54、电池盒;55、数据传输线;6、保护罩;7、传感器;8、耦合剂;9、连接绳。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1:
参照图1,为本发明公开的井下超声波探测仪,包括安装在井口上方的安装架1,安装架1上吊装有朝向井内升降的升降装置2,升降装置2上设置有超声波探头3,超声波探头3内设置有若干超声波换能器31和驱动若干超声波换能器31同步朝孔壁靠近或者远离的驱动装置4,还包括设置在地面上的接收装置,接收装置与超声波探头3之间通过无线或者有线连接。
安装架1包括三根绞接在同一块支撑板11上的支撑杆12,三根支撑杆12撑开时呈三角形,支撑板11放置在井口的正上方,三根支撑杆12绕井口周向放置。升降装置2包括转向组件21、绕接于转向组件21的收卷绳22和驱动收卷绳22收放的收卷器23,在本实施例中,转向组件21为定滑轮,定滑轮通过两块吊板24固定在支撑板11上,在其他的实施例中,转向组件21可以为转杆,转杆转动安装在支撑板11上。其中一块支撑板11上垂直于其中一根支撑杆12固定连接有固定板13,固定板13远离支撑杆12的一端固定有用于检测升降装置2升降高度的传感器7,在本实施例中,传感器7是型号为GTZ-71CP的位移传感器7,收卷器23为卷扬机,收卷器23放置在井口一旁。
参照图1和图2,超声波探头3包括支撑架36,支撑架36呈中空圆桶状且顶端开口,支撑架36与收卷绳22固定连接。超声波探头3的外周包覆有柔性的保护罩6,保护罩6呈顶端开口的空心圆桶状,保护罩6的顶端与支撑架36的顶端齐平,保护罩6的顶端与支撑架36的顶端之间连接有柔性的连接绳9。保护罩6的外周上覆盖有耦合剂8。保护罩6的厚度不大于9mm,在本实施例中,保护罩6由橡胶制作而成,保护罩6的厚度为2mm,耦合剂8为水性高分子凝胶。
参照图2和图3,支撑架36内转动连接有转轴32,驱动装置4由涡轮42、蜗杆43和驱动转轴32绕转轴32的中轴线转动的驱动电机41组成,涡轮42与蜗杆43啮合,涡轮42与转轴32的一端固定连接,涡轮42与转轴32的中心线位于同一直线。驱动电机41的转动轴与蜗杆43固定连接,驱动电机41固定连接在安装架1的顶端。在本实施例中,驱动电机41为伺服电机。
转轴32上绕转轴32的周向凹陷形成有凹凸交替齿牙33,转轴32上啮合有若干的活动杆34,若干的活动杆34绕转轴32的周向分布,支撑架36上形成有供活动杆34伸出的出口,当活动杆34伸出至极限长度时,活动杆34伸出端的极限伸出长度小于活动杆34另一端到支撑架36内侧壁的距离。
转轴32上的活动杆34至少六组,在本实施例中,活动杆34有六组,在其他的实施例中,活动杆34可以是八组。六组活动杆34绕转轴32的外周均匀分布且每组活动杆34在水平方向上的位置不重合,每组活动杆34的高度不一致,每组活动杆34均由在转轴32同一水平面上两根两对运动的活动杆34组成,每根活动杆34有齿牙33的一侧与转轴32之间的夹角呈30°。
活动杆34的活动端垂直于活动杆34固定有刚性的安装杆35,安装杆35的长度与支撑架36的高度一致,超声波换能器31放置在安装杆35上,每根安装杆35上的超声波换能器31不少于两个,在本实施例中,超声波换能器31一共有13个,13超声波探头3沿安装杆35的长度方向均匀间隔分布。
每个超声波换能器31均由接收器和发射器组成,每根安装杆35上的接收器和发射器交替交替间隔,在本实施例中,超声波探头3为济宁豪科检测仪器有限公司生产的超声波斜探头。
参照图4,在本实施例中,接收装置为载物箱5,载物箱5与超声波探头3之间连接有数据传输线55(参见图1),在其他的实施例中,载物箱5与超声波探头3之间的传输方式可以通过WIFI传输。载物箱5内安装有与数据传输线55连接的数据传输线接口51、用于控制整个载物箱5电源通断的电源开关52、控制超声波探头3启闭的超声波探头开关53,载物箱5内还安装有电池盒54,电池盒54内放置有电池,电池给整个载物箱5供电,方便在野外作业。
本实施例的工况及原理为:
工作时,先通过收卷器23的收卷将收卷绳22伸长使得超声波探头3进入到探测孔内,然后启动驱动电机41使得活动杆34将超声波换能器31垂直往孔壁的方向靠近直到超声波换能器31与孔壁耦合,然后超声波探头3内的发射器发射出超声波对孤石的进行探测,超声波探头3内的接收器对探测到的信号接收再通过数据传输线55传输回到载物箱5处,以供工作人员记录计算。
通过设计收卷绳22经过转向组件21转向之后,可以将超声波探头3竖直放入到井内,收卷绳22通过收卷器23的收卷使得伸进探测孔的超声波换能器31伸出的长度随着探测的位置不同进行调节,收卷器23的收卷节省了人工操作的麻烦,加快测量时的工作效率。
通过驱动电机41驱动蜗杆43转动使得活动杆34在转轴32的带动下伸缩,从而带动超声波换能器31往孤石的方向靠近或者远离,活动杆34可以将活动杆34上的超声波换能器31与孤石之间的距离调节到合适位置,使得超声波换能器31与孔壁可以紧密贴合,有利于减小测量时的误差,使得试验数据更加的精准。
由涡轮42和蜗杆43啮合时自锁的特性,使得蜗轮只能在蜗杆43的驱动下转动从而带动转轴32转动,使得超声波换能器31与孔壁耦合之后,转轴32不易出现自传使得超声波换能器31与孔壁分离,影响接收器和发射器正常的发射超声波和接收超声波的工作。涡轮42和蜗杆41配合时的转速较其他的传动结构慢,使得在转轴32驱动活动杆34伸出时,超声波换能31器缓慢地与孔壁偶接,以减少超声波换能器31与孔壁接触时的冲量过大而造成超声波换能器31的损坏,延长了超声波探头3的使用寿命。
通过在支撑架36的侧壁上设置供活动杆34伸出的出口,支撑架36的侧壁对活动杆34有定位和支撑的作用,活动杆34可以在支撑架36上滑动。在下放超声波探头3的过程中,通过将超声波换能器31缩至靠近支撑架36处,以减小超声波探头3在升降的过程中与孔壁发生摩擦或者碰撞而造成超声波探头3的损坏,也有利于将超声波探头3顺利到达目标位置处,以便进行测量工作。
通过设置多组的超声波换能器31,对探测孔的多个方位进行探测得到多组的数据,使得超声波探头3探测到的数据更加的精准、全面,且分组设置的超声波换能器31可以调节不同组的发射频率,避免因频率相近而使测量误差增大,有利于工作人员依据超声波探头3内的接收器接收到的数据计算处孤石的空间位置、数量等信息。
通过设置安装杆35以增加每根活动杆34在竖直方向上超声波换能器31的数量,且刚性的安装杆35在活动杆34驱动超声波换能器31与孔壁耦合时,安装杆35可以向外抵住保护罩6与孔壁耦合而不易发生折断,延长了安装杆35的使用寿命,有利于测量工作的进行。
通过设置保护罩6对超声波探头3进行保护,在超声波探头3升降或者探测的过程中,不易因收卷绳22的晃动以至于超声波探头3与孔壁发生撞击或者摩擦,超声波探头3不易被损坏,延长了超声波探头3的使用寿命。因保护罩6厚度为2mm,在超声波可穿过而不受影响的较优值,同时超声波换能器31可以推动保护罩6向外运动,保证测量工作可以顺利的进行。保护罩6使得在测量的过程中,超声波探头3不易沾到水,而造成超声波探头3的精度下降或者损坏,影响测量工作的进行。
通过保护罩6上的耦合剂8在超声波换能器31耦合到探测孔的孔壁上时,将超声波换能器31与孔壁之间的空气排出,以便超声波探头3内的发射器发射的超声波可以更好的进入到探测孔内,以便对孤石的形状、大小和数量等信息进行探测,提高了探测的精准度。
通过传感器7在升降装置2升降时对收卷绳22的收放长度进行测量,使得可以根据钻探孔的深度配合传感器7来确认升降装置2下降的高度,有利于将超声波探头3准确的放置到目标位置上,节约了探测的前期准备工作。
实施例2:
一种孤石探测方法,包括以下步骤:
S1钻孔得探测孔,具体如下:
通过钻探机在地面上钻出孔径为168mm开孔,91mm终孔;
S2探测,具体如下:
将超声波探测仪伸到探测孔中,超声波探测设备设有超声波探头3,超声波探头3内设置有若干超声波换能器31,驱动超声波探测仪的若干超声波换能器31同时抵紧在探测孔的孔壁上,进行超声波探测,当初次钻探的探测孔为土层时,通过收卷绳22将超声波探头3放入到探测孔内,驱动电机41驱动超声波换能器31使得超声波换能器31与孔壁垂直耦合,开启超声波探头3使得超声波探头3内的发射器向孔壁的四周发射出超声波,当超声波传输至孤石的迎波面时,被反射回来,被接收器接收到发射回来的超声波然后通过数据传输线55传输到载物箱5上。探知孤石的位置后,在孤石所在的位置上打孔,然后再次将超声波探头3放入到孔内,驱动超声波换能器31与孤石的内壁耦合,利用发射器发出超声波和接收器的配合,得出孤石的大小和数量等信息,以便后续对孤石的破碎的工作的进行。
当初次钻探的探测孔是在孤石上时,使用收卷绳22将超声波探头3放入到孤石上的孔内,将超声波换能器31与孔壁耦合,发射器向孤石发射超声波,直到超声波探测到孤石的迎波面,超声波被反射回来,接收器接收返回的超声波。
通过孤石在地层中与周围地层在性质上具有非常明显的界面,对超声波的反射能形成非常清晰反射波,在超声波成像方面具有准确、清晰的界面,不论是超声波起步于孤石内、还是起步于孤石所处的地层中,采用井下超声波探测与钻探结合,既可以弥补因钻探的一孔之见而无法查明的详细空间分布,也可以弥补地面物探的模糊性而无法确认孤石的具体位置,超声波探头3内的接收器接收到被测物体反射的时间差和超声波在不同材料中的传播速度,以此与存储在系统内的现有数据进行对比、计算,能准确的确定隧道内孤石的空间位置及大小,提高了探测效率和准确率,方便对孤石的破碎工作的进行。
S3记录探测结果。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种孤石探测方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1钻探探测孔;
S2探测,具体如下:
将超声波探测仪伸入到探测孔中,所述超声波探测仪设有超声波探头(3),超声波探头(3)内设置有若干超声波换能器(31),所述超声波换能器(31)包括发射器和接收器,驱动若干超声波换能器(31)同时与孔壁耦合,进行超声波探测;
S3记录探测结果。
2.根据权利要求1所述的方法的井下超声波探测仪,其特征在于:包括设置在地面上的安装架(1),所述安装架(1)上吊装有朝向井内升降的升降装置(2),所述升降装置(2)上安装有超声波探头(3),超声波探头(3)内设置有若干超声波换能器(31)和用于驱动若干所述超声波换能器(31)同步往靠近或者远离孤石方向运动的驱动装置(4),还包括设置在地面上的接收装置,所述接收装置与所述超声波探头(3)之间通过无线或者有线连接。
3.根据权利要求2所述的井下超声波探测仪,其特征在于:所述超声波探头(3)包括转轴(32),所述驱动装置(4)包括驱动转轴(32)绕转轴(32)的中轴线转动的驱动件,所述转轴(32)上设置有齿牙(33),所述转轴(32)上啮合有若干的活动杆(34),所述超声波探头(3)安装在所述活动杆(34)的一端,所述超声波探头(3)内还设置有用于支撑活动杆(34)的支撑架(25),所述驱动电机(41)安装在所述支撑架(25)上,所述活动杆(34)与所述支撑架(25)滑动连接,所述支撑架(25)上设置有供活动杆(34)伸出的出口。
4.根据权利要求3所述的井下超声波探测仪,其特征在于:若干所述活动杆(34)绕所述转轴(32)的周向分布。
5.根据权利要求4所述的井下超声波探测仪,其特征在于:所述活动杆(34)至少有六组,每组活动杆(34)均包括在转轴(32)同一水平面上两根相对运动的活动杆(34)。
6.根据权利要求5所述的井下超声波探测仪,其特征在于:所述活动杆(34)绕所述转轴(32)的外周均匀分布且每组活动杆(34)在水平方向上的位置不重合,每组活动杆(34)的水平高度不一致。
7.根据权利要求3-6任一所述的井下超声波探测仪,其特征在于:所述活动杆(34)的一端固定有刚性的安装杆(35),所述超声波换能器(31)安装在所述安装杆(35)上,每根安装杆(35)上的超声波换能器(31)不少于两个,不少于两个的超声波换能器(31)沿安装杆(35)的长度方向设置。
8.根据权利要求4-6任一所述的井下超声波探测仪,其特征在于:所述超声波探头(3)的外周包覆有柔性的保护罩(6),所述保护罩(6)的厚度不大于9mm。
9.根据权利要求8所述的井下超声波探测仪,其特征在于:所述保护罩(6)的外周覆盖有耦合剂(8)。
10.根据权利要求7所述的井下超声波探测仪,其特征在于:所述驱动件包括涡轮(42)、蜗杆(43)以及与蜗杆(43)固定连接的驱动电机(41),所述涡轮(42)与所述蜗杆(43)咬合,所述涡轮(42)与所述转轴(32)的一端固定连接。
CN201910318524.8A 2019-04-19 2019-04-19 一种孤石探测方法及其设备 Active CN110045421B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910318524.8A CN110045421B (zh) 2019-04-19 2019-04-19 一种孤石探测方法及其设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910318524.8A CN110045421B (zh) 2019-04-19 2019-04-19 一种孤石探测方法及其设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110045421A true CN110045421A (zh) 2019-07-23
CN110045421B CN110045421B (zh) 2020-06-30

Family

ID=67277989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910318524.8A Active CN110045421B (zh) 2019-04-19 2019-04-19 一种孤石探测方法及其设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110045421B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116754749A (zh) * 2023-08-17 2023-09-15 昆明理工大学 一种智能爆破岩体强度测定机器人及测定方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070193777A1 (en) * 1998-04-27 2007-08-23 Mercer John E Boring Tool Control using Remote Locator
CN103790594A (zh) * 2014-02-26 2014-05-14 中铁一局集团有限公司 一种盾构法施工用前方孤石洞内探测及处理方法
CN105958791A (zh) * 2016-06-28 2016-09-21 江苏大学 一种磁体径向移动式可调速磁力耦合器
CN207249113U (zh) * 2017-08-07 2018-04-17 广州地铁设计研究院有限公司 一种单孔探测孤石的探地雷达装置
CN108489442A (zh) * 2018-03-20 2018-09-04 华北理工大学 一种可变径管道旋转检测装置
CN207992466U (zh) * 2018-03-26 2018-10-19 河北赛赛尔俊峰物探装备有限公司 高灵敏度地震检波器
CN109100425A (zh) * 2018-09-05 2018-12-28 中国电建集团山东电力建设第工程有限公司 一种螺栓超声波检测用扫查装置
CN109115892A (zh) * 2018-09-14 2019-01-01 安徽省特种设备检测院 竖直管道的管壁检测装置、检测系统及检测方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070193777A1 (en) * 1998-04-27 2007-08-23 Mercer John E Boring Tool Control using Remote Locator
CN103790594A (zh) * 2014-02-26 2014-05-14 中铁一局集团有限公司 一种盾构法施工用前方孤石洞内探测及处理方法
CN105958791A (zh) * 2016-06-28 2016-09-21 江苏大学 一种磁体径向移动式可调速磁力耦合器
CN207249113U (zh) * 2017-08-07 2018-04-17 广州地铁设计研究院有限公司 一种单孔探测孤石的探地雷达装置
CN108489442A (zh) * 2018-03-20 2018-09-04 华北理工大学 一种可变径管道旋转检测装置
CN207992466U (zh) * 2018-03-26 2018-10-19 河北赛赛尔俊峰物探装备有限公司 高灵敏度地震检波器
CN109100425A (zh) * 2018-09-05 2018-12-28 中国电建集团山东电力建设第工程有限公司 一种螺栓超声波检测用扫查装置
CN109115892A (zh) * 2018-09-14 2019-01-01 安徽省特种设备检测院 竖直管道的管壁检测装置、检测系统及检测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈晓丹 等: "基于单孔孔中天线的探地雷达法探测花岗岩孤石对比试验研究", 《广东土木与建筑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116754749A (zh) * 2023-08-17 2023-09-15 昆明理工大学 一种智能爆破岩体强度测定机器人及测定方法
CN116754749B (zh) * 2023-08-17 2023-11-14 昆明理工大学 一种智能爆破岩体强度测定机器人及测定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110045421B (zh) 2020-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210054732A1 (en) Method and apparatus for investigating a borehole with a caliper
WO2021129381A1 (zh) 一种盾构机搭载的相控阵声波超前地质探测系统及方法
US4805156A (en) System for acoustically determining the quality of the cement bond in a cased borehole
CN209486310U (zh) 井下超声波探测仪
CN108459083B (zh) 一种用于混凝土坝的检测系统及其检测方法
US4852069A (en) Thin bed evaluation device
US11619018B2 (en) Soil probing device having built-in generators and detectors for compressional waves and shear waves
CN110988981B (zh) 一种适用于钻爆法隧道的相控阵声波超前预报系统及方法
CN104820021A (zh) 一种采用相控阵超声成像检测煤岩界面的方法
CN106703822B (zh) 一种安装在盾构机上的弹性波反射法装置及其测量方法
CN108802193A (zh) 一种巷道围岩松动圈的探测设备及探测方法
CN108978740A (zh) 基于分布式超声波传感器的钻孔桩质量检测方法
CN115390129A (zh) 一种内置纵横波发射及接收换能器的原位声学触探装置
CN110045421A (zh) 一种孤石探测方法及其设备
US7715274B2 (en) Wide area seabed analysis
CN103901433B (zh) 一种基于超声感应的涉水工程局部冲刷监测系统及方法
CN110410085A (zh) 一种基于地质超前探测的盾构机的盾构刀盘
CN101460839A (zh) 旋转钻头、检查旋转钻头的方法、装置及其系统
CN105606712A (zh) 一种超声检测探头、检测方法以及检测系统
CN113431107B (zh) 一种利用向量模型修正灌注桩内声测管的间距检测灌注桩的方法
CN210289767U (zh) 井中三分量声波远探测测井装置
CN111426749A (zh) 可快捷安装定位的锚孔灌浆质量检测装置
CN111077565A (zh) 地质探测装置
CN214586032U (zh) 一种地下建筑物和构筑物探测观测装置
US8547781B2 (en) Enhanced wide area seabed analysis

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant