CN115076533B - 一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置，包括地面控制系统、动力系统和支架总成，动力系统包括第一线缆滚筒、第二线缆滚筒和电动机，电动机分别与第一线缆滚筒、第二线缆滚筒传动连接，地面控制系统与电动机电连接，用于控制电动机做周期性间歇式运转；支架总成包括支撑架、第一滑轮和第二滑轮，第一滑轮、第二滑轮可转动安装在支撑架的顶部；第一线缆滚筒上缠绕有集成电缆，第二线缆滚筒上缠绕有钢丝绳，动力系统、地面控制系统分别通过集成线缆、钢丝绳及支架总成与深孔内的悬挂式探头连接。本发明实现了能自动的将等长度的线缆每次按相同时间间隔的下放或吊起，无需人工测量和控制时间，提高测量精度，节省了人力。

Description

一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置

技术领域

本发明涉及剪切波速原位测试技术领域，尤其涉及一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置。

背景技术

波速测试仪主要是测试钻孔中各土层的剪切波速度，以期获得场地的等效剪切波速，进而对场地类别进行判定。

测试时，需要把仪器探头下到钻孔中，通过人力采用自上而下或者自下而上的方式提升探头和下放电缆，仪器一般每1～3米激发一次，采集一个信号，探头的深度一般依据探头线上显示的刻度值来获得，通常刻度为1米一个，刻度为带数字的胶布绑在电缆线上。

目前的这种计量深度方法存在很大的缺陷，一是带有刻度的胶布缠绕在电缆线上，随着测试过程不断的摩擦、泡水、搬运过程中极易脱落或者位置滑动，一旦某个深度的胶布脱落或移动，该位置的深度就只能靠大概估计确定，给测试精度造成很大的影响。二是，通过人工操作同时下放探头和线缆难以确保每次移动的长度一致，且需要多个工人配合，容易产生误差，不仅大量耗费人力，还会导致测试的数据参考意义大打折扣，使整个测试工作繁重而复杂。

同时，现有技术中也缺乏一种利用缆绳等精确测量孔深或井深的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置，用于节省人力，提高测量精度。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置，包括：地面控制系统、动力系统和支架总成，动力系统包括第一线缆滚筒、第二线缆滚筒和电动机，所述电动机分别与第一线缆滚筒、第二线缆滚筒传动连接，所述地面控制系统与所述电动机电连接，用于控制所述电动机做周期性间歇式运转；所述支架总成包括支撑架、第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮、所述第二滑轮可转动安装在所述支撑架的顶部；所述第一线缆滚筒上缠绕有集成电缆，所述第二线缆滚筒上缠绕有钢丝绳，所述动力系统、地面控制系统分别通过集成线缆、钢丝绳及支架总成与深孔内的悬挂式探头连接。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于深孔的剪切波速测试的升降装置，主要针对于深孔剪切波速测试，通过设置双绞轮分别下放或起吊悬挂式探头的钢丝绳和用于通信供电的集成电缆，确保剪切波测试仪的安全工作，及升降装置的有序平稳运行，实现了在进行深孔的剪切波速测试时能自动的将等长度的线缆每次按相同时间间隔下放或吊起，无需人工测量和控制时间，提高测量精度，节省了人力。

在一些实现方式中，还包括可移动架，所述动力系统、所述地面控制系统均放置于所述可移动架上。

在一些实现方式中，所述集成线缆一端连接于所述地面控制系统，所述集成线缆另一端绕过第一滑轮与深孔内的悬挂式探头连接，所述钢丝绳绕过第二滑轮与深孔内的悬挂式探头固定连接，通过所述电动机带动所述第二线缆滚筒的转动，将所述悬挂式探头在深孔中每次按预设的长度自动下放或吊起。

在一些实现方式中，所述支架总成还包括光电计数器，所述第一滑轮及所述第二滑轮均通过轴承安装于所述支撑架的顶部，所述第一滑轮及所述第二滑轮上均设有中心对称的两个透光孔，两个所述光电计数器的传感器分别设于所述第一滑轮及所述第二滑轮的一侧且与所述透光孔对应。

在一些实现方式中，所述第一滑轮及所述第二滑轮的周长均设计为悬挂式探头测试时在深孔内单次提升或下放长度的0.5倍、1倍或2倍。

在一些实现方式中，所述地面控制系统包括剪切波速测试仪、显示屏和控制面板。

在一些实现方式中，所述电动机为伺服电机。

通过上述方案，本发明所具有的效果是：

1、通过采用光电计数原理，检测绞轮中转过的透光孔的次数，换算出线缆在深孔中走动的长度，实现快速精确的把控悬挂式探头的位置，提高了测试精度和效率；

2、通过设置可移动架和支架总成，降低了劳动力的支出，仅需少量人力就能完成深孔测试装置的安装和测试；

3、整个深孔剪切波速测试过程实现了全自动操作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明提供的结构示意图；

图2为本发明提供的支架总成的俯视图。

图中：

1-第一线缆滚筒；2-电动机；3-支撑架；4-第一滑轮；5-第二滑轮；6-可移动架；7-显示屏；8-集成线缆；9-振源发生器；10-检波器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例公开了一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置，如图1-图2所示，包括地面控制系统、动力系统和支架总成，动力系统包括第一线缆滚筒1、第二线缆滚筒和电动机2，电动机2优选伺服电机将其分别与第一线缆滚筒1、第二线缆滚筒传动连接，例如，第一线缆滚筒1与第二线缆滚筒并列设置并通过中心轴杆同轴固定连接，通过电动机2的转轴与中心轴杆固定连接，以带动第一线缆滚筒1和第二线缆滚筒同时转动；地面控制系统与电动机2电连接，用于控制电动机2做周期性间歇式运转；支架总成包括支撑架3、第一滑轮4和第二滑轮5，第一滑轮4、第二滑轮5可转动安装在支撑架3的顶部；第一线缆滚筒1上缠绕有集成电缆8，集成线缆8可以是电力电缆、通信电缆和控制电缆等集成在一起，第二线缆滚筒上缠绕有钢丝绳，动力系统、地面控制系统分别通过集成线缆8、钢丝绳及支架总成与深孔内的悬挂式探头连接。

示例性地，悬挂式探头包括振源发生器9和检波器10，均通过集成线缆8与地面控制系统连接，通过振源发生器9激振，检波器10接收，进行一次测试，记录波形和波速，传给地面控制系统，随着不断下降或上升，得到一系列测试点的剪切波速，以获取整个地层的剪切波速分布曲线，关于悬挂式探头的工作原理为现有技术，在相关专利中已有公开，在此不在具体描述。

本发明提供的一种用于深孔剪切波速测试的升降装置，主要针对于深孔剪切波速测试，在工作时，通过在支撑架3上设置的双绞轮分别下放或起吊悬挂式探头的钢丝绳和用于通信供电的集成电缆8，确保剪切波测试仪的安全工作，及升降装置的有序平稳运行；通过地面控制系统控制电动机2的运转，从而实现第一线缆滚筒1和第一线缆滚筒每次按相同圈数的转动，并且按预设时间等时差的运行，每次可以是下放0.5米、1米、2米等长度，并且每次下放停止10-20秒的时间，实现了在进行深孔的剪切波速测试时能自动的将等长度的线缆等时差的间隙式提升或下放，无需人工测量和控制时间，提高测量精度，减少人力。

在一些实施例中，还包括可移动架6，动力系统、地面控制系统均放置于可移动架6上，便于对上述设备进行转运，不需过多的人力就能完成该装置的运输和安装，还能将支架总成通过该可移动架6进行运输，在工作时，仅需将支架总成在深孔位置支撑打开，动力系统和地面控制系统无需搬运至地面，仅需固定在可移动架6上就能完成深孔剪切波测试工作。

在本实施例中，支架总成还包括光电计数器，第一滑轮4及第二滑轮5均通过轴承转动安装于支撑架3的顶部，第一滑轮4及第二滑轮5上均设有中心对称的两个透光孔，两个光电计数器的传感器分别设于第一滑轮4及第二滑轮5的一侧且与透光孔对应。

具体地，第一滑轮4及第二滑轮5的周长均设计为悬挂式探头测试时在深孔内单次提升或下放长度的0.5倍、1倍或2倍。如此设置，是采用光电计数原理，利用探头检测到透光孔的次数，由光电计数器显示，在实际使用过程中，可将滑轮的周长L设计为悬挂式探头测试时探头单次需要提升米数长度的倍数，这样通过检测透光孔的次数就可以方便的将悬挂式探头等长度的提升或下放，再通过地面控制系统对电动机的启停进行控制，使其在运转一次将悬挂式探头提升或下放预设距离后，在该位置处停止一定的时间。具体实施时，将支撑架3移动至钻孔处，将连接剪切波测试仪的集成线缆8和钢丝绳分别绕两个绞轮至少1圈，防止绞轮打滑，从而使得两个绞轮的转动圈数准确符合测试仪的下放或吊起长度，来提高测量精度；悬挂式探头置于钻孔中，当剪切波测试仪单次需要提升1米时，滑轮的周长可设为0.5米、1米或2米，光电计数器的探头初始位置位于1个透光孔处，随着提升的进行，当滑轮的周长为1米时，光电计数器接收到2次信号，显示2即可达到提升高度，当滑轮的周长为2米时，光电计数器只需接收到1次信号，显示1即可达到提升高度，同时光电计数器将该信号传给地面控制系统，由地面控制系统在接收该信号时控制电动机停止运转，当间隔一定时长后，控制器控制电动机继续操作在此基础上叠加即可，相对于传统的人工操作，提高了效率和测试精度。

在本实施例中，地面控制系统包括剪切波速测试仪、显示屏8和控制面板，用于执行对电动机和悬挂式探头的控制，集成线缆8一端连接于剪切波速测试仪，集成线缆8另一端绕过第一滑轮4与深孔内的悬挂式探头连接，钢丝绳绕过第二滑轮5与深孔内的悬挂式探头固定连接，通过电动机2带动第二线缆滚筒的转动，将悬挂式探头在深孔中每次按预设的长度自动下放或吊起，显示屏7用于呈现所接收的地层剪切波信号。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置，其特征在于，包括：

地面控制系统、动力系统和支架总成，动力系统包括第一线缆滚筒、第二线缆滚筒和电动机，所述电动机分别与第一线缆滚筒、第二线缆滚筒传动连接，所述地面控制系统与所述电动机电连接，用于控制所述电动机做周期性间歇式运转；所述支架总成包括支撑架、第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮、所述第二滑轮可转动安装在所述支撑架的顶部；所述第一线缆滚筒上缠绕有集成线缆，所述第二线缆滚筒上缠绕有钢丝绳，所述动力系统、地面控制系统分别通过集成线缆、钢丝绳及支架总成与深孔内的悬挂式探头连接；

所述集成线缆一端连接于所述地面控制系统剪切波速测试仪，所述集成线缆另一端绕过第一滑轮与深孔内的悬挂式探头连接，所述钢丝绳绕过第二滑轮与深孔内的悬挂式探头固定连接，通过所述电动机带动所述第二线缆滚筒的转动，将所述悬挂式探头在深孔中每次按预设的长度自动下放或吊起；

所述支架总成还包括光电计数器，所述第一滑轮及所述第二滑轮均通过轴承安装于所述支撑架顶部，所述第一滑轮及所述第二滑轮上均设有中心对称的两个透光孔，两个所述光电计数器的传感器分别设于所述第一滑轮及所述第二滑轮的一侧且与所述透光孔对应；

所述第一滑轮及所述第二滑轮的周长均设计为悬挂式探头测试时在深孔内单次提升或下放长度的0.5倍、1倍或2倍。

2.根据权利要求1所述的一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置，其特征在于，还包括可移动架，所述动力系统、所述地面控制系统均放置于所述可移动架上。

3.根据权利要求1所述的一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置，其特征在于，所述地面控制系统包括剪切波速测试仪、显示屏和控制面板。

4.根据权利要求1所述的一种用于深孔的双绞轮剪切波速测试的升降装置，其特征在于，所述电动机为伺服电机。