專利名稱：鉆觸震綜合勘探儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于工程地質(zhì)勘察的勘探設(shè)備，特別是一種鉆探 觸探震探組合勘探設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前鐵路工程勘察設(shè)計的發(fā)展，瓶頸在工程勘察，工程測繪與設(shè)計隨 計算機(jī)的應(yīng)用己有很大進(jìn)步。但工程勘探設(shè)備的進(jìn)步仍然緩慢，制約鐵路 工程勘察設(shè)計整體的發(fā)展。工程勘探常用方法有鉆探法、觸探法和震探法 等不同方法。
1、 鉆探法
鉆探法，需進(jìn)行鉆探、取樣、室內(nèi)試驗，程序繁瑣、工期長、費用高， 所測試的參數(shù)是一個點的數(shù)據(jù)，質(zhì)量差。鉆探法的優(yōu)點是勘探深度大，積 累了多年經(jīng)驗。目前我國已開始推廣先進(jìn)的潛孔錘鉆探技術(shù)，加快了鉆進(jìn) 速度。
2、 觸探法
觸探法是用靜力或動力通過觸探桿(鉆桿)將觸探頭連續(xù)貫入土中， 由貫入阻力確定土的物理力學(xué)性質(zhì)，觸探法精度高、速度快、費用低，所 測得的參數(shù)是一個孔的連續(xù)數(shù)據(jù)，地層軟硬變化一目了然，可靠性高。目 前通用觸探設(shè)備及測試方法是在地表加力，觸探桿易彎曲，貫入摩擦阻力 大，不能穿過密實砂土， 一般貫入深度小，不能滿足高層建筑、高速鐵路 勘探深度的要求。
3、 震探法
震探法是地震勘探的簡稱，是地球物理勘探法之一，它利用人工激發(fā) 的地震波在不同彈性的地層內(nèi)傳播規(guī)律來探測地層地質(zhì)情況，能較準(zhǔn)確地測定地層界面的深度和變化形態(tài)，判斷地層的巖性等問題，地震勘探所測 試的參數(shù)是一個斷面或空間的連續(xù)數(shù)據(jù)。由于震探法有多解性， 一般需要 鉆探法、觸探法驗證。工程地質(zhì)勘探的發(fā)展趨勢是將鉆探法、觸探法和物 探方法相結(jié)合，即綜合勘探方法。
當(dāng)前鉆探、觸探和物探儀器設(shè)備各自獨立，分頭由鉆探、觸探、物探 三個專業(yè)技術(shù)人員操作，不便綜合利用，要發(fā)揮鉆探、觸探和物探三種方 法的長處，需要一種一體化的綜合勘探設(shè)備。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是研制一種鉆觸震綜合勘探儀，以利于充分發(fā)揮鉆 探、觸探、地震勘探設(shè)備及勘探方法的優(yōu)點，降低勘探成本，提高勘探目 標(biāo)精度。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是提供一種鉆觸震綜合 勘探儀，該勘探儀包括鉆機(jī)、鉆桿、潛孔錘、電測鉆頭、深度記錄裝置、 綜合記錄裝置及檢波器，其中所述鉆機(jī)的電測鉆頭下端設(shè)有潛孔錘鉆探 的釬頭，電測鉆頭的上端安裝有電測裝置，所述電測鉆頭的電測裝置、深 度記錄裝置、檢波器及綜合記錄裝置相互電連接并通過有線或無線傳輸數(shù) 據(jù)；通過計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，達(dá)到綜合勘探的目的。
所述電測鉆頭的電測裝置包括有相互電連接的測力傳感器、存儲或發(fā) 射裝置及電池。
所述綜合記錄裝置為實時記錄觸探數(shù)據(jù)的無纜觸探地面記錄儀與工程 地震儀組合的裝置。
本實用新型的有益效果和優(yōu)點是
1、該勘探儀將原分屬三個專業(yè)且各自獨立的勘探方法一鉆探法、觸探 法和物探法組合為一體。使鉆機(jī)、鉆桿、潛孔錘及深度記錄裝置為鉆探、 觸探和物探設(shè)備共用，精減了設(shè)備；2、 該勘探儀將由不同專業(yè)人員分工單獨操作變?yōu)榻y(tǒng)一操作，鉆機(jī)實施 鉆探及取樣的同時，電測鉆頭探測潛孔錘沖擊地層產(chǎn)生的阻力，實施電測 觸探；潛孔錘與電測鉆頭沖擊產(chǎn)生的地震波，成為地震勘探在鉆孔內(nèi)不同 深度上的震源，檢波器及綜合記錄裝置接收震動信號即實施地震勘探；
3、 潛孔錘沖擊是一種非炸藥震源，能量較大，又是可多次疊加的連續(xù) 震動源；
4、 該勘探儀為大型工程地質(zhì)勘察實施綜合勘探提供了實用儀器及其使 用方法，精度高、勘察周期短、勘探深度大、費用低。


圖1為本實用新型的鉆觸震綜合勘探儀結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中-
1、鉆機(jī) 2、鉆桿 3、潛孔錘 4、電測鉆頭
5、 深度記錄裝置6、檢波器 7、綜合記錄裝置8、計算機(jī)具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的鉆觸震綜合勘探儀及其使用方 法作進(jìn)一步的描述。
鉆觸震綜合勘探儀，它包括鉆機(jī)、鉆桿、潛孔錘、電測鉆頭、深度 記錄裝置、檢波器、綜合記錄裝置及計算機(jī)等。該儀器是將我國目前最先
進(jìn)的有關(guān)設(shè)備組合在一起，實現(xiàn)真正意義上的綜合勘探，如
鉆探我國地礦部門正在大力推廣應(yīng)用潛孔錘鉆探技術(shù)，它利用潛孔錘 連續(xù)沖擊鉆進(jìn)，鉆探效果又好又快，目前的實踐證明我國潛孔錘鉆機(jī)性能 優(yōu)于國外進(jìn)口產(chǎn)品，技術(shù)上是可行的，且成本低。
觸探國內(nèi)外廣泛使用有電纜的電測觸探法，有電纜的電測觸探法操 作不便?，F(xiàn)在我國的無纜觸探、旋轉(zhuǎn)觸探及潛孔綞觸探等技術(shù)進(jìn)步很大，己有多項專利，鉆觸震綜合勘探儀采用我國的無纜觸探技術(shù)，技術(shù)先進(jìn)， 造價低。
震探震探中激發(fā)地震波的震源有兩種 一是在地面上爆炸、人工錘 擊或震動器震動，檢波器放在鉆孔內(nèi)不同深度接收，但易塌孔、且檢波器 安置困難；二是在鉆孔內(nèi)不同深度爆炸或電火花激震，檢波器在地面上接 收，但爆炸作為震源不安全，孔內(nèi)電火花激震器昂貴且操作不便。鉆觸震 綜合勘探儀在鉆探及觸探的同時，以潛孔錘沖擊電測鉆頭做作為震源，是 很方便的。
圖1中，本實用新型的鉆觸震綜合勘探儀包括鉆機(jī)l、鉆桿2、潛孔錘
3、電測鉆頭4、深度記錄裝置5、綜合記錄裝置7及檢波器6，通過鉆桿2 與所述鉆機(jī)1連接有潛孔錘3，潛孔錘3的下端設(shè)有電測鉆頭4，電測鉆頭 4下端設(shè)有潛孔錘鉆探的釬頭，電測鉆頭4的上端安裝有電測裝置，所述電 測鉆頭4的電測裝置與深度記錄裝置5、檢波器6及綜合記錄裝置7相互電 連接并通過有線或無線傳輸數(shù)據(jù)，所述傳輸數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)8進(jìn)行數(shù)據(jù)處 理和分析，達(dá)到綜合勘探的目的。所述電測鉆頭4的電測裝置包括有相互 電連接的測力傳感器、存儲或發(fā)射裝置及電池；綜合記錄裝置7為實時記 錄觸探和物探數(shù)據(jù)的裝置。
本實用新型的鉆觸震綜合勘探儀中鉆機(jī)1 、鉆桿2和潛孔錘3，可按工 程要求選用一般工程地質(zhì)勘探通用鉆機(jī)，配套鉆桿2及潛孔錘3。電測鉆頭 4下端可選通用潛孔錘鉆探的釬頭，其上端安裝有測力傳感器、存儲或發(fā)射 裝置及電池，電測鉆頭4與深度記錄裝置5為無纜觸探儀的配套設(shè)備，需 要觸探專業(yè)加工。綜合記錄裝置7是無纜觸探地面記錄儀與工程地震儀組 合，可用上述兩種儀器組裝，實時記錄觸探和物探數(shù)據(jù)。檢波器6有多種 通用產(chǎn)品可供選用，以滿足工程勘探要求為度。深度記錄裝置5在本實用 新型中與鉆探、觸探及地震勘探共用，即可自動記錄鉆探、觸探及震探的勘探深度。
本實用新型的鉆觸震綜合勘探儀功能是這樣實現(xiàn)的
首先清理平整場地，鉆機(jī)1按勘探要求垂直安置就位，并實測孔位坐 標(biāo)及高程。在實測孔位口附近安置深度記錄裝置5 ，綜合記錄裝置7及計
算機(jī)8 。在地表按地震勘探設(shè)計要求的數(shù)量和位置安置檢波器6 ，將鉆桿2、 潛孔錘3和電測鉆頭4用防震接頭緊固連接，以防脫落；鉆機(jī)1卡緊鉆桿2。
然后，鉆機(jī)1啟動，且同步啟動電測鉆頭4中的電測裝置、深度記錄 裝置5、綜合記錄裝置7及檢波器6 。潛孔錘3連續(xù)沖擊鉆進(jìn)、取樣，鉆 探記錄員做工程地質(zhì)記錄，樣品送試驗室化驗，即完成了鉆探工作。
電測鉆頭4中的電測裝置連續(xù)采集和存儲巖土的貫入阻力數(shù)據(jù),發(fā)射到 綜合記錄裝置7或由通訊接口連接傳輸?shù)骄C合記錄裝置7，實施電測觸探。
潛孔錘3與電測鉆頭4沖擊產(chǎn)生的地震波，成為地震勘探在鉆孔內(nèi)不 同深度上的震源，潛孔錘3開始沖擊電測鉆頭4時，檢波器6接收潛孔錘3 沖擊電測鉆頭4產(chǎn)生的地震波信號，上傳給綜合記錄裝置7，綜合記錄裝置 7再將信號傳入計算機(jī)8，并由計算機(jī)8記錄、存儲和處理地震波數(shù)據(jù)，檢 波器6及綜合記錄裝置7接收信號即實施了地震勘探。
到達(dá)設(shè)計深度后關(guān)閉鉆機(jī)l、深度記錄裝置5、檢波器6及綜合記錄裝 置7。最后整理資料，將鉆探工程地質(zhì)記錄、取樣化驗報告、深度記錄裝置 5和綜合記錄裝置7記錄的數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)8，運行鉆探觸探震探綜合分析 軟件得出成果并打印。
權(quán)利要求1、一種鉆觸震綜合勘探儀，該勘探儀包括鉆機(jī)、鉆桿、潛孔錘、電測鉆頭、深度記錄裝置、綜合記錄裝置及檢波器，其特征是通過鉆桿(2)與所述鉆機(jī)(1)連接有潛孔錘(3)，潛孔錘(3)的下端設(shè)有電測鉆頭(4)，電測鉆頭(4)下端設(shè)有潛孔錘鉆探的釬頭，電測鉆頭(4)的上端安裝有電測裝置，所述電測鉆頭(4)的電測裝置與深度記錄裝置(5)、檢波器(6)及綜合記錄裝置(7)相互電連接并通過有線或無線傳輸數(shù)據(jù)，所述傳輸數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)(8)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，達(dá)到綜合勘探的目的。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆觸震綜合勘探儀，其特征是所述電測鉆 頭(4)的電測裝置包括有相互電連接的測力傳感器、存儲或發(fā)射裝置及電 池。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆觸震綜合勘探儀，其特征是所述綜合記錄裝置(7)為實時記錄觸探數(shù)據(jù)的無纜觸探地面記錄儀與工程地震儀組合的裝置。
專利摘要本實用新型提供一種鉆觸震綜合勘探儀，該勘探儀包括鉆機(jī)、鉆桿、潛孔錘、電測鉆頭、深度記錄裝置、綜合記錄裝置及檢波器，電測鉆頭的電測裝置、深度記錄裝置、檢波器及綜合記錄裝置相互電連接并通過有線或無線傳輸數(shù)據(jù)；通過計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，達(dá)到綜合勘探的目的。本實用新型的效果是將原分屬三個專業(yè)且各自獨立的勘探方法-鉆探法、觸探法和物探法組合為一體，使鉆機(jī)、鉆桿、潛孔錘及深度記錄裝置為鉆探、觸探和物探設(shè)備共用，精減了設(shè)備和有關(guān)人員；用鉆探潛孔錘沖擊電測鉆頭實施鉆探及取樣，電測鉆頭將阻力數(shù)據(jù)上傳綜合記錄裝置實施電測觸探；利用潛孔錘與電測鉆頭沖擊產(chǎn)生的地震波實施地震勘探。該勘探儀精度高、勘察周期短、勘探深度大、成本費用低。
文檔編號E21B7/04GK201381802SQ20092009619
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者葉啟民, 孟慶文 申請人:鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司