一種鉆孔徑向三維成像儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工程物探技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種鉆孔徑向三維成像儀。
【背景技術(shù)】
[0002]工程物探是以地下巖土層(或地質(zhì)體)的物性差異為基礎(chǔ)，通過(guò)儀器觀測(cè)自然或人工物理場(chǎng)的變化，確定地下地質(zhì)體的空間展布范圍(大小、形狀、埋深等)并可測(cè)定巖土體的物性參數(shù)，達(dá)到解決地質(zhì)問(wèn)題的一種物理勘探方法。
[0003]而地質(zhì)鉆孔是進(jìn)行工程物探最常用的勘探方法之一，圍繞鉆孔進(jìn)行的測(cè)試、試驗(yàn)和探測(cè)方法技術(shù)非常多，通過(guò)地質(zhì)鉆孔可獲得各種有益的信息，但目前如何對(duì)鉆孔周圍的地質(zhì)情況進(jìn)行三維成像是業(yè)界迫切希望解決的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種鉆孔徑向三維成像儀，以對(duì)鉆孔周圍的地質(zhì)情況進(jìn)行三維成像。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種鉆孔徑向三維成像儀，其包括:
[0007]探頭設(shè)備，所述探頭設(shè)備包括依次連接的徑向周向信號(hào)發(fā)射器、定位定向環(huán)向陣列接收探頭、收發(fā)換能器；
[0008]其中，所述徑向周向信號(hào)發(fā)射器以鉆孔為軸心發(fā)射聲波信號(hào)，所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭以鉆孔為軸心按照全陣列方式接收鉆孔周圍的地質(zhì)反射波信息，所述收發(fā)換能器用于提供所述徑向周向信號(hào)發(fā)射器和所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭的收發(fā)換能；
[0009]探頭控制設(shè)備，用于控制將所述探頭設(shè)備放入鉆孔以及調(diào)節(jié)定位定向環(huán)向陣列接收探頭的位置；
[0010]主機(jī)設(shè)備，用于接收所述探頭設(shè)備發(fā)送來(lái)的鉆孔周圍的地質(zhì)反射波信息，并根據(jù)所述鉆孔周圍的地質(zhì)反射波信息構(gòu)造三維成像。
[0011]其中，所述徑向周向信號(hào)發(fā)射器與所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭之間還設(shè)置有陀螺儀。
[0012]其中，所述陀螺儀與所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭之間還設(shè)置有:扶正器。
[0013]其中，所述扶正器與所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭之間還設(shè)置有:三軸電子羅盤。
[0014]其中，所述徑向周向信號(hào)發(fā)射器、所述陀螺儀、所述扶正器、所述三軸電子羅盤、所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭以及所述收發(fā)換能器通過(guò)探頭連接管連接為一體。
[0015]其中，所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭包括:皮囊、內(nèi)置傳感器、定子和轉(zhuǎn)子。
[0016]其中，所述內(nèi)置傳感器上設(shè)置有16個(gè)接收陣列端子。
[0017]其中，所述皮囊內(nèi)置有進(jìn)氣管。
[0018]其中，所述探頭控制設(shè)備包括三角架和智能變頻電動(dòng)絞車。
[0019]其中，所述智能變頻電動(dòng)絞車包括:拉拔電纜、光電深度傳感器、變頻器、電機(jī)、減速變速機(jī)、控制器。
[0020]本實(shí)用新型具有如下有益技術(shù)效果:
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一種鉆孔徑向三維成像儀，其包括:探頭設(shè)備，所述探頭設(shè)備包括依次連接的徑向周向信號(hào)發(fā)射器、定位定向環(huán)向陣列接收探頭、收發(fā)換能器；其中，所述徑向周向信號(hào)發(fā)射器以鉆孔為軸心發(fā)射聲波信號(hào)，所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭以鉆孔為軸心按照全陣列方式接收鉆孔周圍的地質(zhì)反射波信息，所述收發(fā)換能器用于提供所述徑向周向信號(hào)發(fā)射器和所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭的收發(fā)換能；探頭控制設(shè)備，用于控制將所述探頭設(shè)備放入鉆孔以及調(diào)節(jié)定位定向環(huán)向陣列接收探頭的位置；主機(jī)設(shè)備，用于接收所述探頭設(shè)備發(fā)送來(lái)的鉆孔周圍的地質(zhì)反射波信息，并根據(jù)所述鉆孔周圍的地質(zhì)反射波信息構(gòu)造三維成像，即本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉆孔周圍的地質(zhì)情況進(jìn)行三維成像，且實(shí)現(xiàn)了以鉆孔為軸心的全方位掃描探測(cè)，以及方位和距離的精確定位，不僅上下分辨率一致，成倍地提高了探測(cè)精度，并且只需一個(gè)鉆孔即可探測(cè)鉆孔半徑30米內(nèi)的地質(zhì)狀況，且無(wú)需重復(fù)鉆孔，工程效益和社會(huì)效益巨大。
[0022]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
【附圖說(shuō)明】
[0023]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
[0024]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型一種鉆孔徑向三維成像儀的一個(gè)具體實(shí)施例的組成示意圖；
[0025]圖2為根據(jù)圖1中探頭設(shè)備的一個(gè)具體實(shí)施例示意圖；
[0026]圖3為根據(jù)圖2中定位定向環(huán)向陣列接收探頭的一個(gè)具體實(shí)施例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]參考圖1，本實(shí)施例一種鉆孔徑向三維成像儀，其主要包括:
[0028]探頭設(shè)備1、作為探頭控制設(shè)備的三角架2和智能變頻電動(dòng)絞車3以及主機(jī)設(shè)備4，具體說(shuō)明如下:
[0029]本實(shí)施例中探頭設(shè)備1利用聲反射雷達(dá)徑向定位技術(shù)，使用單一鉆孔對(duì)鉆孔周圍進(jìn)行三維掃描，從而實(shí)現(xiàn)了以鉆孔為軸心的全方位掃描探測(cè)，結(jié)合圖2，探頭設(shè)備1可包括依次連接的徑向周向信號(hào)發(fā)射器11、定位定向環(huán)向陣列接收探頭12、收發(fā)換能器13 ;
[0030]其中，徑向周向信號(hào)發(fā)射器11以鉆孔為軸心發(fā)射聲波信號(hào)，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，徑向周向信號(hào)發(fā)射器11需發(fā)射具有固定頻率、能量強(qiáng)勁、可高效工作的震源，例如，震源可以采用電火花，以保證分辨率和所要求的探測(cè)距離；
[0031]另外，本實(shí)施例中定位定向環(huán)向陣列接收探頭12以鉆孔為軸心按照全陣列方式接收鉆孔周圍的地質(zhì)反射波信息，而收發(fā)換能器13用于提供所述徑向周向信號(hào)發(fā)射器11和定位定向環(huán)向陣列接收探頭12的收發(fā)換能；
[0032]具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，定位定向環(huán)向陣列接收探頭12可按照如下的參數(shù)設(shè)置，即:
[0033]探頭長(zhǎng)度1000mm ；
[0034]收緊最小直徑50_ ；
[0035]最大變形直徑100mm (可在50_100mm直徑的鉆孔中進(jìn)行工作)；
[0036]最大工作孔深500m ；
[0037]最大探測(cè)半徑30m ；
[0038]目標(biāo)距離誤差5cm。
[0039]另外，由于鉆孔窄小，上述定位定向環(huán)向接收陣列探頭12需采用一個(gè)微小的聲波陣列接收探頭，并且這個(gè)探頭可以靈活轉(zhuǎn)向定位等，為了控制探頭的姿勢(shì)，作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述徑向周向信號(hào)發(fā)射器11與所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭12之間還可設(shè)置有陀螺儀14，可有效控制探頭進(jìn)行轉(zhuǎn)向等姿勢(shì)的靈活調(diào)整，另外，在所述陀螺儀14與所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭之間還設(shè)置有:扶正器15，該扶正器15可對(duì)探頭及探頭設(shè)備其他部分的扶正，另外，本實(shí)施例中扶正器15與所述定位定向環(huán)向陣列接收探頭12之間還設(shè)置有:三軸電子羅盤16，該三軸電子羅盤16可記錄各掃描點(diǎn)的磁坐標(biāo)并對(duì)圖像進(jìn)行定向，實(shí)現(xiàn)了方位和距離的精確定位，可成倍地提高了探測(cè)精度，充分利用了鉆孔的勘探價(jià)值，同時(shí)，其也可與陀螺儀14、扶正器15等結(jié)合可用于探頭調(diào)整位置，例如根據(jù)三軸電子羅盤測(cè)得的方位和距離的精確定位，進(jìn)而可通過(guò)陀螺儀14和扶正器15對(duì)探頭位置進(jìn)行調(diào)整，從而可實(shí)現(xiàn)探頭的靈活調(diào)整。
[0040]需要說(shuō)明的，作為一個(gè)具體實(shí)施例，上述的徑向周向信號(hào)發(fā)射器11、陀螺儀14、扶正器15、三軸電子羅盤16、定位定向環(huán)向陣列接收探頭12以及收發(fā)換能器13可通過(guò)探頭連接管17連接為一體，實(shí)際中也可以采用其他方式實(shí)現(xiàn)連接，這里不做具體限定。
[0041]另外，作為一個(gè)具體實(shí)施例，結(jié)合圖2和圖3，本實(shí)施例的定位定向環(huán)向陣列接收探頭12可包括:皮囊121、內(nèi)置傳感器122、定子123和轉(zhuǎn)子124，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，為了便于對(duì)皮囊充氣，在皮囊121內(nèi)可設(shè)置