CN206593974U - 一种钻孔弹模仪探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种钻孔弹模仪探头，包括外壳及设于外壳内的加压装置、位移测试装置和电机；加压装置包括依次设置的储油器、油泵、增压器和油路回路，储油器与电机电连接，油路回路包括高压油腔和低压油腔，油泵的一端与储油器连通，油泵的另一端与高压油腔和低压油腔连通；位移测试装置包括压力测试机、承压模块和位移传感器，承压模块分别与电机、压力测试机和位移传感器连接，且贴紧钻孔侧壁的岩石上；外壳的后端还设有电缆插口。无需外接油管和油泵，有效减少了外接电缆的重量，设备集成度更高，更加轻便。

Description

一种钻孔弹模仪探头

技术领域

本实用新型涉及岩土工程设备技术领域，具体涉及一种钻孔弹模仪探头。

背景技术

岩体变形特性是岩体工程设计中必不可少的参数，动力法虽然可测定大范围岩体的平均变形特性，但不是真正的应力—应变关系，且测值分散、偏高，实际应用时需大打折扣。力学法中的承压板法必须有勘探巷道，有些情况下不允许开挖巷道，如核岛、建筑物地基等，且测点少、试验周期长、费用高。钻孔法可在大量已有的取芯勘探孔内多个测段进行，不仅可在完整岩体和裂隙岩体，甚至可在断层带内进行测试，因而测试数据多，代表性强。

传统的钻孔弹模仪的控制系统是外接油泵控制，探头与外接油泵通过油管连接，但是由于该钻孔弹模仪探头的使用工况往往较差，外接油管和油泵使得该钻孔弹模仪探头的重量较、体积大，增加操作的困难性。

探头在导杆的牵引下伸进钻孔中，当探头到达测点时，用一个手动液压泵加压推动探头内活塞移动，活塞推动承压板弯曲并顶住孔壁，同时能够提供一个均匀的、单向的压力区域。被测岩石的弹性模量可以通过经验公式计算得出。获得大深度岩体变形参数有一定的局限性，并且无法定向确定变形参数。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种钻孔弹模仪探头，无需外接油管和油泵，有效减少了外接电缆的重量，设备集成度更高，更加轻便。

为实现上述目的，本实用新型所提供的钻孔弹模仪探头，包括外壳及设于所述外壳内的加压装置、位移测试装置和电机；所述加压装置包括依次设置的储油器、油泵、增压器和油路回路，所述储油器与所述电机电连接，所述油路回路包括高压油腔和低压油腔，所述油泵的一端与所述储油器连通，所述油泵的另一端与所述高压油腔和所述低压油腔连通；所述位移测试装置包括压力测试机、承压模块和位移传感器，所述承压模块分别与所述电机、所述压力测试机和所述位移传感器连接，且贴紧钻孔侧壁的岩石上；所述外壳的后端还设有电缆插口。

其中，外壳的前端指的是该钻孔弹模仪探头最先进入钻孔内的一端，后端指的是最后进入钻孔内的一端，使用时，该外壳的前端朝下，后端朝上。将电缆插入电缆插口，并通过该电缆将该钻孔弹模仪探头下放至钻孔内部，承压模块通过电机驱动贴紧孔壁的岩石上，该油泵包括涡轮、油泵腔体和活塞杆，当储油器出油进入油泵，电机驱动涡轮，油进入油泵腔体内，活塞杆运动，油泵内空间减小，形成一定的油压，再通过增压器，从高压油腔出油，给承压模块提供加载压力，然后压力测试机对承压模块的进行监控和测试，位移传感器对位移进行测试，即可同时获得压力和位移数据，进而获得岩石的弹性模型。而当使用完毕后，通过油泵进行卸载，活塞杆反向运动，此时，油泵空间增大，内部油压降低，低压油腔回油。

本实用新型所提供的钻孔弹模仪探头，将油泵设置于外壳内，因此可以省掉外接油泵和由接管，减小了外接电缆的重量，使得该钻孔弹模仪探头的结构简单、集成度高，使用起来更加轻便。

优选地，所述外壳内还设有摄像头，所述摄像头靠近所述承压模块。

优选地，所述外壳内还设有控制电路，且所述控制电路分别与所述油泵、所述摄像头、所述压力测试机、所述位移传感器和电缆插口电连接。

优选地，所述外壳的材质为金属。

优选地，所述外壳的前端还设有与所述储油器连通的油压补偿装置。

优选地，所述储油器还设有油管防漏部件。

优选地，所述外壳内还设有分隔器和陀螺仪。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型实施例的钻孔弹模仪探头的结构示意图。

附图中，标记如下：

1 油压补偿装置 9 承压模块

2 油管防漏部件 10 摄像头

3 储油器 11 控制电路

4 电机 12 电缆插口

5 涡轮 13 低压油腔

6 活塞杆 14 高压油腔

7 增压器 15 位移传感器

8 压力测试机

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

图1是本实用新型实施例的钻孔弹模仪探头的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供了一种钻孔弹模仪探头，其包括外壳及设于外壳内的加压装置、位移测试装置和电机4；加压装置包括依次连通的储油器3、油泵和油路回路，储油器3与电机4电连接，油路回路包括高压油腔14和低压油腔 13，油泵的一端与储油器3连通，油泵的另一端与高压油腔14和低压油腔13 连通；位移测试装置包括压力测试机8和承压模块9，承压模块9与电机4电连接，并贴紧孔壁的岩石上，且承压模块9还设有位移传感器15；外壳的后端还设有电缆插口12。

其中，外壳的前端指的是该钻孔弹模仪探头最先进入钻孔内的一端，后端指的是最后进入钻孔内的一端，使用时，该外壳的前端朝下，后端朝上。将电缆插入电缆插口12，并通过该电缆将该钻孔弹模仪探头下放至钻孔内部，当探头到达测点时，将承压模块9通过电机4驱动贴紧孔壁的岩石上，该油泵包括涡轮5、油泵腔体和活塞杆6，当储油器3出油进入油泵，电机4驱动涡轮 5，油进入油泵腔体内，活塞杆6运动，油泵内空间减小，形成一定的油压，再通过增压器7，从高压油腔14出油，给承压模块9提供加载压力，然后压力测试机8对承压模块9的进行监控和测试，位移传感器15对位移进行测试，即可同时获得压力和位移数据，进而获得岩石的弹性模型。而当使用完毕后，通过油泵进行卸载，活塞杆6反向运动，此时，油泵空间增大，内部油压降低，低压油腔13回油。

本实施例所提供的钻孔弹模仪探头，将油泵设置于外壳内，因此可以省掉外接油泵和由接管，减小了外接电缆的重量，使得该钻孔弹模仪探头的结构简单、集成度高，使用起来更加轻便。

在上述实施例中，在外壳的内部还设有摄像头10，该摄像头10设置于靠近承压模块9的位置，使用时，在该钻孔弹模仪探头上升、下降过程中，该摄像头10能够对钻孔内岩质情况进行实时拍摄，将钻孔弹模仪探头和钻孔内摄影的功能结合起来，用途广、实用性强。同时，摄像头10的增设，可实现可视化工艺，减小测试过程中的风险。

在上述实施例中，在外壳内还设有控制电路11，该控制电路11分别与油泵、摄像头10和电缆插口12电连接，使用时，可以通过该控制电路11将压力测试机采集到的压力参数、位移传感器15所采集到的位移、摄像头10所采集到的图像信息通过电缆传输出去，以供实时监控。如电缆的另一端与数模装换机连接，将所采集的信号传输至数模装换机上，并最终传送至PC终端，由采集软件获取后，获得实时测试曲线，便于实时监控及记录。其中，该控制电路11可以通过现有技术中的单片机或PLC控制电路11等实现，为节约篇幅，在此不再对该控制电路11多做赘述。

在上述实施例中，将外壳的材质选为金属，由于该钻孔弹模仪探头的使用工况较差，使用过程中，难免会碰到孔壁以产生损伤，因此，金属材质的外壳强度较高，可有效提高使用寿命。另外，还可以在金属外壳外涂一层漆以防其生锈，可进一步提高其使用寿命。

在上述实施例中，在外壳的前端还设有与储油器3连通的油压补偿装置1，以确保油压供应持续、稳定。同时，该储油器3还设有油管防漏部件2，可有效避免发生漏油情况，省油且可进一步确保油压供应持续、稳定。

在上述实施例中，在外壳内还设有分隔器和陀螺仪，以便在测试时控制测量方向，获取岩体的各向异性参数。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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实用新型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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，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以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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

Claims (7)

1.一种钻孔弹模仪探头，其特征在于，包括外壳及设于所述外壳内的加压装置、位移测试装置和电机；

所述加压装置包括依次设置的储油器、油泵、增压器和油路回路，所述储油器与所述电机电连接，所述油路回路包括高压油腔和低压油腔，所述油泵的一端与所述储油器连通，所述油泵的另一端与所述高压油腔和所述低压油腔连通；

所述位移测试装置包括压力测试机、承压模块和位移传感器，所述承压模块分别与所述电机、所述压力测试机和所述位移传感器连接，且贴紧钻孔侧壁的岩石上；

所述外壳的后端还设有电缆插口。

2.根据权利要求1所述的钻孔弹模仪探头，其特征在于，所述外壳内还设有摄像头，所述摄像头靠近所述承压模块。

3.根据权利要求2所述的钻孔弹模仪探头，其特征在于，所述外壳内还设有控制电路，且所述控制电路分别与所述油泵、所述摄像头、所述压力测试机、所述位移传感器和电缆插口电连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的钻孔弹模仪探头，其特征在于，所述外壳的材质为金属。

5.根据权利要求1-3任一项所述的钻孔弹模仪探头，其特征在于，所述外壳的前端还设有与所述储油器连通的油压补偿装置。

6.根据权利要求1-3任一项所述的钻孔弹模仪探头，其特征在于，所述储油器还设有油管防漏部件。

7.根据权利要求1-3任一项所述的钻孔弹模仪探头，其特征在于，所述外壳内还设有分隔器和陀螺仪。