CN206144551U - 钻孔压水试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻孔压水试验系统，属于水电水利工程地质钻探领域，提供一种结构简单，并可提高数据采集精度的钻孔压水试验系统，包括数据检测仪、数据接收处理仪和终端，所述数据检测仪设置在所述钻杆的底部出口处；所述数据检测仪包括流量传感器、压力传感器、供电模块和无线信号发射模块；所述数据接收处理仪包括有无线信号接收模块。通过同时将流量传感器和压力传感器设置在试验区内的钻杆的出口端处，可有效地避免由于钻杆的管路压力损失以及渗漏情况而导致相应采集的数据出现误差的情况。另外，本实用新型还通过采用无线信号传输方式对数据进行传输，可极大地减少试验工作量，提高实验效率。

Description

钻孔压水试验系统

技术领域

本实用新型涉及水电水利工程地质钻探领域，尤其涉及一种钻孔压水试验系统。

背景技术

钻孔压水试验是用止水栓塞将钻孔隔离出一定长度的孔段，该段孔即为压水试验区；然后通过向该孔段压水，同时检测一定时间内的水流量和施加的水压压力大小的关系来确定岩体透水性的一种原位渗透试验。主要用于论证坝基和库区岩体的完整性和透水程度，也是制定防渗措施和基础处理方案的基本依据。是水电水利钻探在钻孔内进行的岩体原位渗透试验最常用的方法。

从二十世纪八十年代，国内就开始研究能够自动记录试验数据的设备，如昆明勘测设计研究院1987年研制的SCY-1型钻孔试验测压仪，成都勘测设计研究院1988年研制的ZS-1000A型以及后来的HM-100型钻孔水文地质综合测试仪，这些仪器采用了压力传感器和流量传感器采集压水试验的压力和流量数据，但受制于当时的技术条件限制，存在着数据可靠性差、仪器稳定性差、操作不方便、故障率高、价格昂贵等问题，这些仪器已不在钻探压水试验中使用。

而目前普遍采用的试验设备，为了方便安装，通常将流量传感器以及压力传感器直接设置在钻杆上露出于地面的外端，因此导致相应的流量传感器和压力传感器所采集到的试验数据仅能表示地表处钻杆内的流量数据和压力数据，而由于水流在随着钻杆向下流动的过程中不可避免的存在一定的渗漏和管路压力损失的情况，因此导致实际到达试验区内的水流量以及水压与所测的数据存在较大的误差，进而导致试验所获得的结果不能真实的反映钻孔的实际情况。

附图3中所示的连接关系为上述情况的一种改进结构，也是目前比较普遍采用的方式，其将压力传感器设置到试验区内，虽然可有效地避免上述情况中由于管路压力损失导致的测量数据误差较大的情况，但是由于需要借助相应的线缆将压力传感器与外部的数据处理终端进行连接，因此导致操作不便；而且一旦试验区的深度较深时，如试验区设置在地表以下几百米甚至上千米时，所需的线缆长度将较长，因此线缆的下放过程非常的麻烦，而且还容易在下放线缆的过程中导致线缆的磨损失效，甚至导致线缆断裂。另外，附图3中所示的方式仍然将流量传感器设置在钻杆的外端，因此，仍然存在可能由于钻杆的渗漏而造成采集的流量数据存在较大的误差。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种结构简单，并可提高数据采集精度的钻孔压水试验系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：钻孔压水试验系统，包括设置在钻孔内的钻杆和套在钻杆上的止水栓塞，位于止水栓塞下方的钻孔段为试验区，通过钻杆内部的通孔可向试验区内注入试验用水，还包括数据检测仪、数据接收处理仪和终端，所述数据检测仪设置在所述钻杆的底部出口处；所述数据检测仪包括用于检测钻杆内水流流量的流量传感器、用于检测试验区内水压的压力传感器、供电模块和无线信号发射模块；所述数据接收处理仪包括有无线信号接收模块，并且通过所述无线信号接收模块可与数据检测仪内的无线信号发射模块进行无线数据传输；所述数据接收处理仪和终端信号连接以传输数据。

进一步的是：所述数据接收处理仪设置有两个信号接收端子，其中一信号接收端子通过线缆与露出于地面的钻杆连接，另一信号接收端子通过线缆与根插入到钻孔附近的土体内的接收天线连接。

进一步的是：所述数据检测仪与钻杆为可拆卸连接。

进一步的是：所述数据检测仪与钻杆为螺纹连接。

进一步的是：所述终端为计算机，所述数据接收处理仪通过线缆与计算机的USB接口连接以传输数据。

本实用新型的有益效果是：通过同时将流量传感器和压力传感器设置在试验区内的钻杆的出口端处，这样通过流量传感器和压力传感器所采集的数据实际即为试验区的真实数据，因此可有效地避免由于钻杆的管路压力损失以及渗漏情况而导致相应采集的数据出现误差的情况，以此可确保试验采集的数据可真实的反映钻孔的实际情况。另外，本实用新型还通过采用无线信号传输方式将数据检测仪采集的数据传输给设置在地表的数据接收处理仪，这样可无需再在钻杆内设置线缆进行传输，因此可极大地减少试验工作量，提高实验效率。

附图说明

图1为本实用新型所述的钻孔压水试验系统的连接关系示意图；

图2为数据检测仪和数据接收处理仪的内部模块示意图；

图3为现有技术的水压试验系统的连接关系示意图；

图中标记为：钻孔1，1`、钻杆2，2`、止水栓塞3，3`、试验区4，4`、数据检测仪5、流量传感器51，51`、压力传感器52，52`、供电模块53、无线信号发射模块54、数据接收处理仪6、无线信号接收模块61、信号接收端子62、数据处理模块63、终端7、线缆8，8`、接收天线9、无线信号10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1和图2中所示，为本实用新型所述的钻孔压水试验系统，包括设置在钻孔1内的钻杆2和套在钻杆2上的止水栓塞3，位于止水栓塞3下方的钻孔段为试验区4，通过钻杆2内部的通孔可向试验区4内注入试验用水，还包括数据检测仪5、数据接收处理仪6和终端7，所述数据检测仪5设置在所述钻杆2的底部出口处；所述数据检测仪5包括用于检测钻杆2内水流流量的流量传感器51、用于检测试验区4内水压的压力传感器52、供电模块53和无线信号发射模块54；所述数据接收处理仪6包括有无线信号接收模块61，并且通过所述无线信号接收模块61可与数据检测仪5内的无线信号发射模块54进行无线数据传输；所述数据接收处理仪6和终端7信号连接以传输数据。

其中，流量传感器51和压力传感器52均有现有技术中的传感器的原理一致，其作用是分别用于检测钻杆2内的水流流量和检测相应位置处的水压。另外，本实用新型中的数据检测仪5整体采用无线信号10与数据接收处理仪6进行数据传输。具体的工作过程为：由供电模块53分别为流量传感器51、压力传感器52和无线信号发射模块54供电，由流量传感器51和压力传感器52分别采集相应的流量数据和压力数据，采集后的数据分别传递给无线信号发射模块54，然后由无线信号发射模块54通过无线信号10发出，并被设置在数据接收处理仪6内的无线信号接收模块61所接收，然后再由数据接收处理仪6内的数据处理模块63处理接收的数据后发送给终端7，以进行存储或者输出显示。

另外，为了确保数据检测仪5与数据接收处理仪6之间的无线信号的有效传输，进一步在数据接收处理仪6设置有相应的信号接收端子62，同时将设置在数据接收处理仪6上的两个信号接收端子62中其中一信号接收端子62通过线缆8与露出于地面的钻杆2连接，将另一信号接收端子62通过线缆8与根插入到钻孔1附近的土体内的接收天线9连接。这样，通过设置相应的线缆8分别与钻杆2以及和接收天线9的连接，可提高无线信号传输的距离和信号质量，这样即使在试验区4位于地表以下较深时，如超过一千米时，也能确保数据接收处理仪6能有效地接收到数据检测仪5所发出的无线信号。

另外，对于数据检测仪5的安装方式，并没有严格要求；只要保证将数据检测仪5固定在钻杆2的端部即可，这样通过下放钻杆2即可将数据检测仪5置入到相应的试验区4内。具体的，为了便于拆装，优选将数据检测仪5与钻杆2采用可拆卸的连接方式；如可采用螺纹连接方式，相应的可在数据检测仪5上设置有内螺纹，同时在钻杆2的端部设置有外螺纹。

另外，终端7的作用主要是对由数据接收处理仪6传送过来的数据进行存储或者进一步对数据进行处理，同时还可通过终端7将最终的结果显示出来，以便实验者观察。本实用新型中的终端7可优选为计算机，相应的可将所述数据接收处理仪6通过线缆8与计算机的USB接口连接以传输数据。

Claims (5)

1.钻孔压水试验系统，包括设置在钻孔(1)内的钻杆(2)和套在钻杆(2)上的止水栓塞(3)，位于止水栓塞(3)下方的钻孔段为试验区(4)，通过钻杆(2)内部的通孔可向试验区(4)内注入试验用水，其特征在于：还包括数据检测仪(5)、数据接收处理仪(6)和终端(7)，所述数据检测仪(5)设置在所述钻杆(2)的底部出口处；所述数据检测仪(5)包括用于检测钻杆(2)内水流流量的流量传感器(51)、用于检测试验区(4)内水压的压力传感器(52)、供电模块(53)和无线信号发射模块(54)；所述数据接收处理仪(6)包括有无线信号接收模块(61)，并且通过所述无线信号接收模块(61)可与数据检测仪(5)内的无线信号发射模块(54)进行无线数据传输；所述数据接收处理仪(6)和终端(7)信号连接以传输数据。

2.如权利要求1所述的钻孔压水试验系统，其特征在于：所述数据接收处理仪(6)设置有两个信号接收端子(62)，其中一信号接收端子(62)通过线缆(8)与露出于地面的钻杆(2)连接，另一信号接收端子(62)通过线缆(8)与根插入到钻孔(1)附近的土体内的接收天线(9)连接。

3.如权利要求1所述的钻孔压水试验系统，其特征在于：所述数据检测仪(5)与钻杆(2)为可拆卸连接。

4.如权利要求3所述的钻孔压水试验系统，其特征在于：所述数据检测仪(5)与钻杆(2)为螺纹连接。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的钻孔压水试验系统，其特征在于：所述终端(7)为计算机，所述数据接收处理仪(6)通过线缆(8)与计算机的USB接口连接以传输数据。