一种水平钻孔内岩体完整性测试传感器发射装置的制作方法

1.本实用新型涉及岩体完整性测试传感器领域，具体涉及一种水平钻孔内岩体完整性测试传感器发射装置。


背景技术：

2.拟建隧道工程地质钻孔进行单孔纵波（超声波）测试，测试结果可用于划分岩体风化壳及其强度评价、深部地层软弱结构面、破碎发育情况及岩溶发育特征的勘察，并计算钻孔岩石完整性系数kv，判别钻孔岩层的完整性，提供隧道选址、开挖可行性及稳定性评估依据。
3.松动圈检测仪是应用超声波在不同介质中传播速度不同，来分析围岩岩体的完整性情况。可用现场工地勘察钻孔测定岩体的纵波波速vpm，取完整未风化岩样测定岩石纵波波速vpr，从而依据公式计算得出岩体的完整性指数kv，用来对岩体的质量等级及工程力学性质进行分类。
4.超声波（纵波）对岩体中的裂隙有着极为敏感的反应，裂隙越发育波速越低，反之亦然。
5.岩体纵波测试的主要方法为钻孔法。为了保证传感器与孔壁的良好接触，需要使用一些物质作为耦合剂，钻孔法通常采用水作为耦合剂。在工程地质钻孔内，布置一发双收换能器，在整孔全深度范围内，从钻孔深处向孔口进行移动点测。钻孔一般向下倾斜2至3度，以便于注水后使水能够淹没传感器。纵波速度是通过测定钻孔中一定距离围岩的声波传播时间计算出来。
6.因此，准确测定岩体压缩波速成为计算岩体完整性指数的重要前提。
7.目前，通常采用松动圈测试仪进行隧道岩体压缩波速测试，通过采用水作为耦合剂使测试仪传感器于周围岩体进行充分接触，但这针对于水平钻孔内的测试是不科学、不合理的，主要原因为：
8.1、隧道水平钻孔中的测试理论上应位于钻孔中央，使四周岩体同时接受传感器所发送的信号，实际上测试过程中无法保证传感器位于钻孔中间，而是紧贴钻孔下部岩体，使周围岩体无法同时接受传感器所发送的信号；
9.2、岩体内的节理裂隙使水无法存留于钻孔中，起不到作为耦合剂的效果。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于提供一种水平钻孔内岩体完整性测试传感器发射装置，解决以往在水平钻孔中进行隧道岩体压缩波速测试时，松动圈测试仪紧贴钻孔下部岩体，使周围岩体无法同时接受传感器所发送的信号的问题。
11.为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
12.一种水平钻孔内岩体完整性测试传感器发射装置，包括松动圈测试仪、硬杆和多个支撑装置，硬杆设置于松动圈测试仪的尾部，多个支撑装置沿松动圈测试仪的长度方向
套设于传感器的外壁上，环绕支撑装置的外侧连接有多个滚动球。
13.进一步的技术方案是，支撑装置包括固定环和多个弹性支撑杆，固定环的内壁和松动圈测试仪的外壁相连，多个弹性支撑杆沿固定环的外壁均匀设置，弹性支撑杆的一端和固定环的外壁可拆卸相连，另一端通过滚球罩和滚动球滚动相连。
14.更进一步的技术方案是，弹性支撑杆包括依次连接的第一连接段、第二连接段和第三连接段，第二连接段朝向第一连接段的一端设置有弹性槽，另一端设置有螺纹槽，第一连接段的一端和滚球罩的外壁相连，另一端穿进弹性槽内，并且在弹性槽内连接有弹簧，弹簧远离第一连接段的一端和弹性槽的槽底相连，第三连接段的一端和固定环的外壁卡扣相连，另一端穿进螺纹槽内和螺纹槽的槽壁螺纹咬合相连。
15.更进一步的技术方案是，固定环的外壁上设置有连接部，连接部远离固定环的一侧设置有连接槽，连接槽和第三连接段卡扣相连。
16.更进一步的技术方案是，第三连接段的侧面设置有收纳槽，收纳槽远离固定环一侧的槽壁上连接有弹性板，弹性板远离收纳槽槽底的一侧连接有半球体，连接槽的槽壁上设置有卡扣槽，第三连接段和连接槽相连时，半球体卡设于卡扣槽内。
17.更进一步的技术方案是，弹性板朝向固定环的一端设置有斜面，斜面的一端和半球体朝向固定环的一侧相连，另一端和弹性板朝向收纳槽槽底的一侧相连，并且斜面由和半球体相连的一端至另一端逐渐靠近固定环逐渐。
18.更进一步的技术方案是，滚球罩远离第一连接段的一侧设置有滚动槽，滚动球滚动设置于滚动槽内，并且远离滚动槽槽底的一侧从滚动槽的槽口穿出，置于滚球罩的外侧。
19.更进一步的技术方案是，滚动槽的槽壁上设置有多个滚珠槽，滚珠槽内滚动设置有滚珠，滚珠远离滚珠槽槽底的一侧从滚珠槽的槽口穿出，并且在滚动槽内和滚动球的外壁滚动贴合。
20.更进一步的技术方案是，环绕滚动槽的槽口设置有毛刷，毛刷远离滚动槽槽口的一端滑动贴合于滚动球的表面。
21.更进一步的技术方案是，第三连接段的外壁上沿其长度方向设置有刻度线。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在松动圈测试仪的尾部设置硬杆，相比于以往通过线缆来控制松动圈测试仪，这样设置能够通过硬杆更加自由的控制松动圈测试仪进入到水平钻孔内的深度。通过在松动圈测试仪的外壁上套设多个支撑装置，这样能够在使用松动圈测试仪的时候，支撑装置能够通过和水平钻孔的孔壁滑动贴合来使松动圈测试仪保持在水平钻孔的中部，这样就能使周围岩体同时接收到松动圈测试仪所发出的信号。解决以往在水平钻孔中进行隧道岩体压缩波速测试时，松动圈测试仪紧贴水平钻孔下部的岩体，使周围岩体无法同时接受松动圈测试仪所发送的信号的问题。通过在支撑装置的外侧连接多个滚动球，便于松动圈测试仪在水平钻孔中移动。
附图说明
23.图1为本实用新型一种水平钻孔内岩体完整性测试传感器发射装置的侧面示意图。
24.图2为本实用新型一种水平钻孔内岩体完整性测试传感器发射装置的剖面示意图。
25.图3为图2中标记a的局部放大示意图。
26.图4为图2中标记b的局部放大示意图。
27.图标：1-松动圈测试仪，2-硬杆，3-滚动球，4-固定环，5-滚球罩6-第一连接段，7-第二连接段，8-第三连接段，9-弹性槽，10-螺纹槽，11-弹簧，12-连接部，13-连接槽，14-收纳槽，15-弹性板，16-半球体，17-卡扣槽，18-斜面，19-滚动槽，20-滚珠槽，21-滚珠，22-毛刷，23-岩体，24-水平钻孔。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.实施例：
30.图1至图4所示为本实用新型的一种实施方式。
31.一种水平钻孔内岩体完整性测试传感器发射装置，包括松动圈测试仪1、硬杆2和多个支撑装置，硬杆2设置于松动圈测试仪1的尾部，多个支撑装置沿松动圈测试仪1的长度方向套设于传感器的外壁上，环绕支撑装置的外侧连接有多个滚动球3。在松动圈测试仪1的尾部设置硬杆2，相比于以往通过线缆来控制松动圈测试仪1，这样设置能够通过硬杆2更加自由的控制松动圈测试仪1进入到水平钻孔24内的深度。通过在松动圈测试仪1的外壁上套设多个支撑装置，这样能够在使用松动圈测试仪1的时候，支撑装置能够通过和水平钻孔24的孔壁滑动贴合来使松动圈测试仪1保持在水平钻孔24的中部，这样就能使周围岩体23同时接收到松动圈测试仪1所发出的信号。解决以往在水平钻孔24中进行隧道岩体23压缩波速测试时，松动圈测试仪1紧贴水平钻孔24下部的岩体23，使周围岩体23无法同时接受松动圈测试仪1所发送的信号的问题。通过在支撑装置的外侧连接多个滚动球3，便于松动圈测试仪1在水平钻孔24中移动。
32.在使用过程中，操作人员握住硬杆2，先将松动圈测试仪1的头部放入水平钻孔24中，然后推动硬杆2，使松动圈测试仪1逐渐进入到水平钻孔24中，在推动的过程中，松动圈测试仪1内的传感器向周围的岩体23发送信号，用来检测岩体23的完整性。
33.支撑装置包括固定环4和多个弹性支撑杆，固定环4的内壁和松动圈测试仪1的外壁相连，多个弹性支撑杆沿固定环4的外壁均匀设置，弹性支撑杆的一端和固定环4的外壁可拆卸相连，另一端通过滚球罩5和滚动球3滚动相连。在常规情况下，弹性支撑杆沿固定环4的外壁均匀设置为4个。这样的设置，当操作人员握住硬杆2推动松动圈测试仪1在水平钻孔24中移动的时候，由于水平钻孔24的孔壁不可能完全光滑平整，难免会有坑洼或者凸起的情况。通过多个弹性支撑杆、滚球罩5和滚动球3配合，一方面能够通过滚动球3能够减少和水平转孔24的孔壁之间的接触面积，这样就能避开一些坑洼和凸起。同时通过设置弹性支撑杆，能够借助弹性支撑杆本身的弹性，在遇到坑洼或者凸起的时候，可以通过弹性支撑杆的伸缩，来使松动圈测试仪1平滑的通过这些地方。而且能够借助多个弹性支撑杆的配合使松动圈测试仪适应更多孔径的水平钻孔24。
34.弹性支撑杆包括依次连接的第一连接段6、第二连接段7和第三连接段8，第二连接段7朝向第一连接段6的一端设置有弹性槽9，另一端设置有螺纹槽10，第一连接段6的一端
和滚球罩5的外壁相连，另一端穿进弹性槽9内，并且在弹性槽9内连接有弹簧11，弹簧11远离第一连接段6的一端和弹性槽9的槽底相连，第三连接段8的一端和固定环4的外壁卡扣相连，另一端穿进螺纹槽10内和螺纹槽10的槽壁螺纹咬合相连。常规设置中，螺纹槽10的槽壁上第一螺纹，第三连接段8靠近第二连接段7的外壁上设置有第二螺纹，第一螺纹和第二螺纹螺纹咬合。在将松动圈测试仪1送进水平钻孔24前，可以根据水平钻孔24的孔径来调整弹性支撑杆的长度。具体做法是通过转动第二连接段7来调整第三连接段8进入到螺纹槽10内的长度，从而调整弹性支撑杆整体的长度。在调整至合适长度后，通过硬杆2将松动圈测试仪1送入水平钻孔24，然后通过第一连接段6在弹性槽9内借助弹簧11的弹力可以进一步适应水平钻孔24的孔径和水平钻孔内的一些坑洼和凸起。
35.固定环4的外壁上设置有连接部12，连接部12远离固定环4的一侧设置有连接槽13，连接槽13和第三连接段8卡扣相连。这样的设置，能够在不使用松动圈测试仪1的时候，通过将第三连接段8从连接槽13内拔出，从而使弹性支撑杆和固定环4分离，这样有利于减小松动圈测试仪1的体积，便于收纳。
36.第三连接段8的侧面设置有收纳槽14，收纳槽14远离固定环4一侧的槽壁上连接有弹性板15，弹性板15远离收纳槽14槽底的一侧连接有半球体16，连接槽13的槽壁上设置有卡扣槽17，第三连接段8和连接槽13相连时，半球体16卡设于卡扣槽17内。卡扣槽17槽底的形状设置为匹配半球体16的弧形。这样的设置，当需要使用松动圈测试仪1的时候，通过握住第二连接段7将第三连接段8推入到连接槽13内。在推入的过程中，半球体16首选受到连接槽13槽口的挤压，从而推动弹性板15一起收回到收纳槽14内，当半球体16在连接槽13内移动至卡扣槽17时，弹性板15借助弹力推动半球体16进入到卡扣槽，这样就就能使第三连接段8和连接槽13卡扣相连。当使用完成以后，握住第二连接段7，用力将第三连接段8从连接槽13内拔出即可。
37.弹性板15朝向固定环4的一端设置有斜面18，斜面18的一端和半球体16朝向固定环4的一侧相连，另一端和弹性板15朝向收纳槽14槽底的一侧相连，并且斜面18由和半球体16相连的一端至另一端逐渐靠近固定环4逐渐。通过设置斜面18，在握住第二连接段7将第三连接段8推入到连接槽13的过程中，能够有利于通过斜面18配合连接槽13的槽口，推动半球体16缩回到收纳槽14内。
38.滚球罩5远离第一连接段6的一侧设置有滚动槽19，滚动球3滚动设置于滚动槽19内，并且远离滚动槽19槽底的一侧从滚动槽19的槽口穿出，置于滚球罩5的外侧。这样的设置，能够有利于滚动球3朝各个方向滚动。常规设置情况下滚动球3大部分都在滚动槽19内，只有一小部分露出滚动槽19，这样能够通过滚动槽19的槽口限制住滚动球3不会掉落出去。
39.滚动槽19的槽壁上设置有多个滚珠槽20，滚珠槽20内滚动设置有滚珠21，滚珠21远离滚珠槽20槽底的一侧从滚珠槽20的槽口穿出，并且在滚动槽19内和滚动球3的外壁滚动贴合。通过设置滚珠21和滚珠槽20，能够使滚动球3在东东草19内滚动更加顺畅。
40.环绕滚动槽19的槽口设置有毛刷22，毛刷22远离滚动槽19槽口的一端滑动贴合于滚动球3的表面。通过设置毛刷22，能够使清理滚动球3表面在滚动过程中沾染的一些灰尘和小块碎石，避免这些灰尘和小块碎石进入到滚动槽19内，造成滚动球3滚动不顺畅。
41.第三连接段8的外壁上沿其长度方向设置有刻度线。通过设置刻度线，便于将多个弹性支撑杆的长度调整到一致。
42.尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本技术公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。