專利名稱：一種分布式光纖在井筒凍結(jié)壁中的布設(shè)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分布式光纖在凍結(jié)壁中的一種安裝結(jié)構(gòu)，尤其是一種應(yīng)用在凍結(jié)法施工中用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井筒凍結(jié)壁溫度、受力及變形等信息的分布式光纖的埋設(shè)安裝。
背景技術(shù)：
凍結(jié)法施工對(duì)井筒凍結(jié)壁溫度、受力及變形狀況有嚴(yán)格要求，凍土流變?cè)斐蓛鼋Y(jié)管斷裂的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這將會(huì)給施工企業(yè)的正常建設(shè)造成影響，如何在凍結(jié)壁發(fā)生超過允許變形之前掌握其受力和變形情況，以便提前采取措施，這對(duì)施工的正常生產(chǎn)和安全將
有重要意義。 為了實(shí)現(xiàn)凍結(jié)壁的溫度、受力及變形的信息化，需要利用傳感設(shè)備監(jiān)測(cè)凍結(jié)壁的穩(wěn)定狀態(tài)及可能滑動(dòng)的早期征兆。光纖光柵傳感技術(shù)在20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種新型傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)，與常規(guī)傳感器相比有很大的優(yōu)越性，如可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)、抗腐蝕、耐高溫、體積小、測(cè)點(diǎn)多、靈活方便，而且容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸和測(cè)量控制，可在惡劣環(huán)境下工作等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為巖土工程變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)；但如何將分布式光纖植入凍結(jié)壁中是本發(fā)明所要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種分布式光纖在井筒凍結(jié)壁中的布設(shè)結(jié)構(gòu)，以保證分布式光纖能正常地監(jiān)測(cè)凍結(jié)壁的溫度、變形及受力狀況。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下方案分布式光纖在井筒凍結(jié)壁中的布設(shè)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于在凍結(jié)壁內(nèi)沿井筒周壁軸向設(shè)置的多個(gè)鉆孔中埋設(shè)帶有泥漿滲入孔的護(hù)管，所述護(hù)管內(nèi)安裝有用于監(jiān)測(cè)凍結(jié)壁受力和變形的分布式光纖，所述分布式光纖通過光纜將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)特點(diǎn)還在于所述護(hù)管由多節(jié)PVC管套接，所述PVC管外固定有細(xì)鋼絲。所述泥漿滲入孔在管壁上軸向間隔布置。在靠近凍結(jié)壁鉆孔的孔口位置設(shè)有一金屬盒，所述金屬盒通過鋼管與位于孔口處的護(hù)管管口連通，所述金屬盒用于保護(hù)分布式光纖與光纜的連接接頭。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在本發(fā)明的布設(shè)結(jié)構(gòu)能有效的將分布式光纖成功的安裝在凍結(jié)法施工井筒的凍結(jié)壁中，以保證分布式光纖能正常地監(jiān)測(cè)凍結(jié)壁的溫度、變形及受力狀況。

圖I是本發(fā)明分布式光纖在井筒凍結(jié)壁中的布設(shè)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明埋設(shè)分布式光纖的護(hù)管示意圖。[0015]圖中1-凍結(jié)壁 2-鉆孔 3泥漿 4-護(hù)管 5-泥漿滲入孔 6_分布式光纖7-鋼管8-金屬盒子9-井口環(huán)形溝槽。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。如圖I所示，在凍結(jié)壁I內(nèi)沿井筒周壁軸向設(shè)置的多個(gè)鉆孔2中埋設(shè)帶有泥漿滲入孔5的護(hù)管4,所述護(hù)管內(nèi)安裝有用于監(jiān)測(cè)凍結(jié)壁受力和變形的分布式光纖6,分布式光纖通過光纜將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)。如圖I所示，在靠近凍結(jié)壁鉆孔的孔口位置設(shè)有一金屬盒8，金屬盒8通過鋼管7與位于孔口處的護(hù)管管口連通，金屬盒用于保護(hù)分布式光纖與光纜的連接接頭。如圖2所示，泥漿滲入孔5在管壁上軸向間隔布置。分布式光纖在凍結(jié)壁中的布設(shè)的施工方法首先設(shè)計(jì)凍結(jié)方案時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件確定需要監(jiān)測(cè)的位置，并設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)鉆孔。其次在施工凍結(jié)鉆孔的過程中同時(shí)施工監(jiān)測(cè)鉆孔，當(dāng)監(jiān)測(cè)鉆孔施工到設(shè)計(jì)深度后開始分布式光纖傳感器。第三，將PVC護(hù)管固定在細(xì)鋼絲上，PVC管連接采用平口套管式，逐漸放入監(jiān)測(cè)鉆孔內(nèi)。第四，將分布式光纖傳感器放入PVC護(hù)管內(nèi)。PVC護(hù)管的管壁上間隔30-50cm打有小孔，即泥漿滲入孔，以便混凝土泥漿能進(jìn)入護(hù)管內(nèi)。第五，分布式光纖安裝在監(jiān)測(cè)孔內(nèi)使用光纖分析儀監(jiān)測(cè)光纖是否有損壞。第六，在監(jiān)測(cè)鉆孔的孔口采用鋼管作為護(hù)管，鋼管和PVC護(hù)管搭接。在井口環(huán)形溝槽9內(nèi)采用鋼管作為分布式光纖護(hù)管，將分布式光纖引入金屬盒子內(nèi)，再連接光纜。第七，監(jiān)測(cè)鉆孔和分布式光纖之間采用泥漿充填，泥漿是在護(hù)管和鉆孔之間進(jìn)行充填，泥漿再通過PVC護(hù)管上的孔滲入管內(nèi)。在凍結(jié)壁形成的過程中，監(jiān)測(cè)鉆孔中的泥漿和分布式光纖及監(jiān)測(cè)孔結(jié)冰成為一體實(shí)現(xiàn)耦合。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)，可做一些變換，如護(hù)管的形式、護(hù)管埋設(shè)方法和護(hù)管的強(qiáng)度等，都應(yīng)該作為侵犯本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)力要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.分布式光纖在井筒凍結(jié)壁中的布設(shè)結(jié)構(gòu)，其特征在于在凍結(jié)壁(I)內(nèi)沿井筒周壁軸向設(shè)置的多個(gè)鉆孔(2)中埋設(shè)帶有泥漿滲入孔(5)的護(hù)管(4)，所述護(hù)管內(nèi)安裝有用于監(jiān)測(cè)凍結(jié)壁受力和變形的分布式光纖(6)，所述分布式光纖通過光纜將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式光纖在井筒凍結(jié)壁中的布設(shè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述護(hù)管(4)由多節(jié)PVC管套接，PVC管外固定有細(xì)鋼絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式光纖在井筒凍結(jié)壁中的布設(shè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述泥漿滲入孔(5 )在管壁上軸向間隔布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分布式光纖在井筒凍結(jié)壁中的布設(shè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，在靠近凍結(jié)壁鉆孔的孔口位置設(shè)有一金屬盒(8)，所述金屬盒(8)通過鋼管(7)與位于孔口處的護(hù)管管口連通，所述金屬盒用于保護(hù)分布式光纖與光纜的連接接頭。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種分布式光纖在井筒凍結(jié)壁中的布設(shè)結(jié)構(gòu)，其特征在于在凍結(jié)壁(1)內(nèi)沿井筒周壁軸向設(shè)置的多個(gè)鉆孔(2)中埋設(shè)帶有泥漿滲入孔(5)的護(hù)管(4)，所述護(hù)管內(nèi)安裝有用于監(jiān)測(cè)凍結(jié)壁受力和變形的分布式光纖，所述分布式光纖通過光纜將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型的布設(shè)結(jié)構(gòu)能有效的將分布式光纖成功的安裝在凍結(jié)法施工井筒的凍結(jié)壁中，以保證分布式光纖能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)凍結(jié)壁的溫度、變形及受力狀況。
文檔編號(hào)E21B49/00GK202661693SQ20122034143
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者沈華軍, 陸衛(wèi)國(guó), 劉增輝, 梅家敏, 王春玲 申請(qǐng)人:中煤礦山建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司