一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统及使用方法与流程

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1.本发明涉及地质勘察技术领域，特别涉及一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统及使用方法。

背景技术：

2.钻孔倾角测量过程中，因仪器误差和操作原因及受孔内环境变化因素的影响，容易造成测量获得的倾角数据出现随机误差，真值难以获取，随机误差在现有技术中，可用重复测量取平均值的办法来减小其影响，而常见补测取值方式主要是在单个待测量点位置通过测斜探头，在设定的测斜时间点内进行补测后，将多次补测数据记录取平均数；但现有操作流程中进行补测操作时，需要保持斜角测量时探头所在位置保持同一监测点，因此该种状态下需要现场操作人员手持探头线束尾端并保持探头采集时处于统一位置，但受制于测量点周围环境的影响，例如滑坡、边坡、空间狭小位置所在的测量点位，该种常见下操作人员在测量过程中不易过长时间停留，操作难度受此影响下，具有安全风险，同时由于空间的限制，操作人员手持动作保持过程也会造成限制，操作人员在狭小空间环境下很难单点保持统一动作，由此在补测过程中也易产生位置偏离，进而影响到定点监测或出现随机误差时的补测，造成数值获得的准确性受限。
3.为此，我们提出一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统。

技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统及使用方法。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统，包括测斜探头、装配卡头和读数仪对接口，所述装配卡头与所述读数仪对接口固定连接，所述装配卡头与所述测斜探头螺接固定，所述测斜探头内侧铰接设置有轴接横置杆，所述轴接横置杆的两端固定连接有用于将所述测斜探头置入测倾管内滑送传动的传送导轮，所述传送导轮内侧设有若干个用于到达测量孔径深度后进行定距监测的监测点定距模块，所述监测点定距模块由锁止推头、内装配座、供气顶升组和压力传感单元组成，所述锁止推头和所述内装配座之间滑动连接，所述供气顶升组设置于所述内装配座的内侧，所述压力传感单元与所述锁止推头固定连接，所述锁止推头受所述供气顶升组供气顶升后，沿所述内装配座内侧滑出并与测倾管孔径内壁接触，进而增加滑动阻力实现所述测斜探头于监测点的定距设立，所述压力传感单元用于对所述锁止推头接触测倾管导槽内壁后的接触压力感应，给予所述供气顶升组填充供气量的调节参考值，进而在调整锁止推头与测倾管孔径内壁的接触压力，保持所述测斜探头定距间距状态下的位置稳定性。
6.本发明进一步的改进在于，所述供气顶升组包括内置气囊包、气道封闭单元和供放气单元组成，所述供放气单元固定连接于所述内装配座的内壁，所述气道封闭单元固定
连接于所述供放气单元的供气端和所述内置气囊包之间，所述内置气囊包的外壁与所述锁止推头固定连接，所述内装配座的开设有泄气通道。
7.本发明进一步的改进在于，所述锁止推头固定连接有无线信号传输单元，所述无线信号传输单元用于所述供气顶升组和所述压力传感单元与外部处理终端的数据信号传输。
8.本发明进一步的改进在于，所述传送导轮表面喷涂有用于减少滑动摩擦力的铁氟龙涂层，所述内装配座固定连接于所述传送导轮的内侧。
9.本发明进一步的改进在于，所述锁止推头的一侧外壁面粘接固定有内嵌橡胶夹条，所述锁止推头开设有有滚花纹，所述压力传感单元的外侧包裹有包裹垫层，所述包裹垫层与所述锁止推头的外壁固定连接。
10.本发明进一步的改进在于，一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统的使用方法，包括以下步骤：步骤s1、将测斜探头与装配卡头之间通过螺栓进行组装，完成后将读数仪电缆接口与读数仪对接口对接，之后将传送导轮对准测斜管导槽，将测斜探头导送至测斜管孔径内，直至测斜探头传送至测斜深度点后，即可开始下一步定距监测操作；步骤s2、到达测斜采集点进行定距操作时，通过供气顶升组供气将锁止推头从内装配座内侧滑动顶升，直至压力传感单元接触压力到达设定值后，停止供气顶升组供气，使锁止推头与测斜管导槽壁面接触，增加滑动阻力，使测斜探头监测点定距设立，此时即可保持于单点位置下的监测式测斜，完成钻孔倾角的多次补测，便于对测得数据的核准；步骤s3、同时在监测式测斜过程中，由压力传感单元对锁止推头的接触压保持感应，防止锁止推头与测斜管导槽避免接触压力过大而产生形变的同时，在监测过程中因锁止推头与测斜管导槽接触压力减少，造成位移偏移时亦可通过数值反馈于操作人员进行重新调距，保持倾角监测数值获得的稳定性。
11.与现有技术相比，本发明在对狭小空间环境或滑边坡类型勘测面进行钻孔倾角的监测或补测核准时，可通过供气顶升组供气将锁止推头从内装配座内侧滑动顶升，使锁止推头与测斜管导槽壁面接触，增加滑动阻力，将测斜探头监测点完成定距设立，此时测斜探头可在非人工干涉下保持于单点位置下的监测式测斜，同时可在时间段内进行钻孔倾角的多次补测，避免测试过程中因人为或环境影响使获得数据偏差，进而方便于对测得数据的核准，可适应于更多地质工作面环境使用。
12.与现有技术相比，本发明在非人工干涉下完成定点监测或补测时，通过可压力传感单元对锁止推头的接触压感应，防止锁止推头推进完成与测斜管导槽内壁接触时，锁止推头与测斜管导槽避免接触压力过大而产生形变，同时在监测过程中因锁止推头与测斜管导槽接触压力减少，造成位移偏移时亦可通过数值反馈于操作人员，使操作人员获知该情况出现时可到达现场进行重新调距，避免因测斜探头位移未发现而造成该周期监测数据的过多错误，可进一步保持倾角监测数值获得的稳定性。
附图说明
13.图1为本发明一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统的轴测图。
14.图2为本发明一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统的侧视图。
15.图3为本发明一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统中轴接横置杆、传送导轮和监测点定距模块的结构示意图。
16.图4为图3中a部的放大图。
17.图中：1、测斜探头；2、装配卡头；3、读数仪对接口；4、轴接横置杆；41、传送导轮；411、铁氟龙涂层；5、监测点定距模块；51、锁止推头；511、内嵌橡胶夹条；512、滚花纹；52、内装配座；521、泄气通道；53、供气顶升组；531、内置气囊包；532、气道封闭单元；533、供放气单元；54、压力传感单元；541、包裹垫层；55、无线信号传输单元。
具体实施方式
18.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
19.实施例1请参阅图1-图4，一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统，包括测斜探头1、装配卡头2和读数仪对接口3，装配卡头2与读数仪对接口3固定连接，装配卡头2与测斜探头1螺接固定，测斜探头1内侧铰接设置有轴接横置杆4，轴接横置杆4的两端固定连接有用于将测斜探头1置入测倾管内滑送传动的传送导轮41，传送导轮41内侧设有若干个用于到达测量孔径深度后进行定距监测的监测点定距模块5，监测点定距模块5由锁止推头51、内装配座52、供气顶升组53和压力传感单元54组成，锁止推头51和内装配座52之间滑动连接，供气顶升组53设置于内装配座52的内侧，压力传感单元54与锁止推头51固定连接，锁止推头51受供气顶升组53供气顶升后，沿内装配座52内侧滑出并与测倾管孔径内壁接触，进而增加滑动阻力实现测斜探头1于监测点的定距设立，压力传感单元54用于对锁止推头51接触测倾管导槽内壁后的接触压力感应，给予供气顶升组53填充供气量的调节参考值，进而在调整锁止推头51与测倾管孔径内壁的接触压力，保持测斜探头1定距间距状态下的位置稳定性。
20.在本实施例中，钻孔倾角测量过程中，操作人员在所处地质勘察面为滑坡、边坡、空间狭小位置，不便于人工进行单点位的斜角多次补测或单点位斜角监测的测量操作时，即可应用本系统，在使用时，首先将测斜探头1与装配卡头2之间通过螺栓完成组装固定，之后将外置的读数仪电缆接口与读数仪对接口3对接安装，完成后，将传送导轮41对准测斜管导槽，通过操作人员手动将测斜探头1导送至测斜管孔径内侧，且为了保持每个时间周期内获得的斜角监测数值的准确度，在每个时间周期内将传送导轮41对准测斜管导槽推进时，需要选取同一测斜管导槽，以便于后期对测得倾角数据的比对，在测斜探头1经操作人员手动传送至所需测斜深度点位后，通过供放气单元533将外部空气抽入，使空气经气道封闭单元532输入至内置气囊包531内部，此时内置气囊包531由于充入气体后产生膨胀，在内置气囊包531膨胀后的顶升作用下，将锁止推头51从内装配座52内侧推出，使滚花纹512、内嵌橡胶夹条511以及包裹垫层541均在锁止推头51推出状态下与测斜管导槽内壁接触，直至压力传感单元54接触压力到达设定值后，通过无线信号传输单元55向外部接收终端发送信号，
使接收终端控制供气顶升组53停止充气，同时通过气道封闭单元532闭锁封堵，此时通过内嵌橡胶夹条511与滚花纹512增加与测斜管导槽内壁接触后的滑动阻力，使测斜探头1经锁止推头51的卡固支撑作用下，保持于所需倾角测得监测点的定距设立，完成单点位置下的监测式测斜或钻孔倾角的多次补测，进而可对多次补测测得的数据取平均值核准，同时无需操作人员处于当前测斜管点位现场，进而解决单点位的斜角多次补测或单点位斜角监测时，不便于人工测量操作的问题，其中，本实施例未对测斜探头1中倾角传感器部分作出改进，因此该部分对斜角测得的原理在本实施例中，不再作出赘述。
21.其中，供气顶升组53包括内置气囊包531、气道封闭单元532和供放气单元533组成，供放气单元533固定连接于内装配座52的内壁，气道封闭单元532固定连接于供放气单元533的供气端和内置气囊包531之间，内置气囊包531的外壁与锁止推头51固定连接，内装配座52的开设有泄气通道521；在本实施例中供放气单元533为微型气泵，气道封闭单元532为电磁阀门，通过编程设定启动指令，即供放气单元533处于开启供气状态时，气道封闭单元532同步通电使阀口开启，进而使内置气囊包531经内部填充气体后膨胀，而供放气单元533停止供气时，气道封闭单元532断电使阀口关闭，使内置气囊包531保持对锁止推头51的顶升状态，后期需解除对锁止推头51的顶升状态时，通过供放气单元533在停止供气状态下，单独控制气道封闭单元532的通电，使内置气囊包531内气体经泄气通道521导通排出后，内置气囊包531收缩解除对锁止推头51的顶升支撑，由于内置气囊包531经充气膨胀时的形变速度缓慢，给于对充气量充足的装填时间，避免锁止推头51与测斜管导槽壁面接触时由于瞬间挤压力过大而产生壁面的损伤，提高使用状态下与现有测斜管的适应性。
22.其中，锁止推头51固定连接有无线信号传输单元55，无线信号传输单元55用于供气顶升组53和压力传感单元54与外部处理终端的数据信号传输；在本实施例中，无线信号传输单元55采用矿用本安型无线信号转换器，其型号为kt661-z，通过无线信号传输单元55将供气顶升组53中供放气单元533和气道封闭单元532的控制信号以及压力传感单元54的压力数据实现与外部接收终端（为计算机或智能手机）的传输，使外部操作人员可以获得当前锁止推头51与测斜管导槽的接触压力数据，进而在压力传感单元54获得的压力降低，造成支撑状态影响后，使操作人员可获得该信息及时到达场地进行调整，压力传感单元54设定的可以完成支撑的触发压力值，可通过插入测斜管内，试验不同压力值下锁止推头51与测斜管导槽内壁接触后，测斜探头1的位置定位效果获得。
23.其中，传送导轮41表面喷涂有用于减少滑动摩擦力的铁氟龙涂层411，内装配座52固定连接于传送导轮41的内侧；铁氟龙涂层411提高传送导轮41与测斜管导槽避免接触滑动流畅性的同时，可提高传送导轮41表面的耐磨性。
24.其中，锁止推头51的一侧外壁面粘接固定有内嵌橡胶夹条511，锁止推头51开设有有滚花纹512，压力传感单元54的外侧包裹有包裹垫层541，包裹垫层541与锁止推头51的外壁固定连接；内嵌橡胶夹条511、滚花纹512和包裹垫层541均位于锁止推头51表面位置设置，旨于在测斜探头1插入测斜管中定点支撑时，可提高锁止推头51与测斜管导槽避免接触摩擦力的作用，保持测斜探头1位置状态稳定性。
25.实施例2请参阅图1-图4，在本实施例中，与实施例1相同处不再赘述，而与实施例1不同出在于：完成单点位置下的监测式测斜或钻孔倾角的多次补测后，需要在所处地质勘察面为
滑坡、边坡、空间狭小位置情况下，将测斜探头1从测斜管中抽出时，通过供放气单元533在停止供气的状态之下，将气道封闭单元532的通电，使气道封闭单元532阀门开启，此时内置气囊包531内的气体由于不受到封堵，通过内装配座52开设的泄气通道521导通排出，此时内置气囊包531因泄气后收缩，使锁止推头51不再受到顶升支撑，在该状态下，操作人员即可通过将连接读数仪对接口3的读数仪连接线缆上拉，此时锁止推头51在与测斜管导槽壁面产生接触时，因内置气囊包531处于收缩状态，使锁止推头51可向内装配座52内侧滑动，不会对测斜探头1的抽出过程造成阻隔，直至测斜探头1从测斜管内滑动脱出，将读数仪对接口3与读数仪线缆端解除对接后，即可完成快速拆除。
26.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统，包括测斜探头（1）、装配卡头（2）和读数仪对接口（3），所述装配卡头（2）与所述读数仪对接口（3）固定连接，所述装配卡头（2）与所述测斜探头（1）螺接固定，其特征在于，所述测斜探头（1）内侧铰接设置有轴接横置杆（4），所述轴接横置杆（4）的两端固定连接有用于将所述测斜探头（1）置入测倾管内滑送传动的传送导轮（41），所述传送导轮（41）内侧设有若干个用于到达测量孔径深度后进行定距监测的监测点定距模块（5）；所述监测点定距模块（5）由锁止推头（51）、内装配座（52）、供气顶升组（53）和压力传感单元（54）组成，所述锁止推头（51）和所述内装配座（52）之间滑动连接，所述供气顶升组（53）设置于所述内装配座（52）的内侧，所述压力传感单元（54）与所述锁止推头（51）固定连接，所述锁止推头（51）受所述供气顶升组（53）供气顶升后，沿所述内装配座（52）内侧滑出并与测倾管孔径内壁接触，进而增加滑动阻力实现所述测斜探头（1）于监测点的定距设立，所述压力传感单元（54）用于对所述锁止推头（51）接触测倾管导槽内壁后的接触压力感应，给予所述供气顶升组（53）填充供气量的调节参考值，进而在调整锁止推头（51）与测倾管孔径内壁的接触压力，保持所述测斜探头（1）定距间距状态下的位置稳定性。2.根据权利要求1所述的一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统，其特征在于：所述供气顶升组（53）包括内置气囊包（531）、气道封闭单元（532）和供放气单元（533）组成，所述供放气单元（533）固定连接于所述内装配座（52）的内壁，所述气道封闭单元（532）固定连接于所述供放气单元（533）的供气端和所述内置气囊包（531）之间，所述内置气囊包（531）的外壁与所述锁止推头（51）固定连接，所述内装配座（52）的开设有泄气通道（521）。3.根据权利要求1所述的一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统，其特征在于：所述锁止推头（51）固定连接有无线信号传输单元（55），所述无线信号传输单元（55）用于所述供气顶升组（53）和所述压力传感单元（54）与外部处理终端的数据信号传输。4.根据权利要求1所述的一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统，其特征在于：所述传送导轮（41）表面喷涂有用于减少滑动摩擦力的铁氟龙涂层（411），所述内装配座（52）固定连接于所述传送导轮（41）的内侧。5.根据权利要求1所述的一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统，其特征在于：所述锁止推头（51）的一侧外壁面粘接固定有内嵌橡胶夹条（511），所述锁止推头（51）开设有滚花纹（512），所述压力传感单元（54）的外侧包裹有包裹垫层（541），所述包裹垫层（541）与所述锁止推头（51）的外壁固定连接。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1、将测斜探头（1）与装配卡头（2）之间通过螺栓进行组装，完成后将读数仪电缆接口与读数仪对接口（3）对接，之后将传送导轮（41）对准测斜管导槽，将测斜探头（1）导送至测斜管孔径内，直至测斜探头（1）传送至测斜深度点后，即可开始下一步定距监测操作；步骤s2、到达测斜采集点进行定距操作时，通过供气顶升组（53）供气将锁止推头（51）从内装配座（52）内侧滑动顶升，直至压力传感单元（54）接触压力到达设定值后，停止供气顶升组（53）供气，使锁止推头（51）与测斜管导槽壁面接触，增加滑动阻力，使测斜探头（1）监测点定距设立，此时即可保持于单点位置下的监测式测斜，完成钻孔倾角的多次补测，便于对测得数据的核准；
步骤s3、同时在监测式测斜过程中，由压力传感单元（54）对锁止推头（51）的接触压保持感应，防止锁止推头（51）与测斜管导槽避免接触压力过大而产生形变的同时，在监测过程中因锁止推头（51）与测斜管导槽接触压力减少，造成位移偏移时亦可通过数值反馈于操作人员进行重新调距，保持倾角监测数值获得的稳定性。

技术总结

本发明涉及地质勘察技术领域，具体公开了一种地质勘查钻孔倾角的可定距监测系统及使用方法，包括测斜探头、装配卡头和读数仪对接口，所述装配卡头与所述读数仪对接口固定连接，所述装配卡头与所述测斜探头螺接固定；在对狭小空间环境或滑边坡类型勘测面进行钻孔倾角的监测或补测核准时，可通过供气顶升组供气将锁止推头从内装配座内侧滑动顶升，使锁止推头与测斜管导槽壁面接触，增加滑动阻力，将测斜探头监测点完成定距设立，此时测斜探头可在非人工干涉下保持于单点位置下的监测式测斜，同时可在时间段内进行钻孔倾角的多次补测，避免测试过程中因人为或环境影响使获得数据偏差，可适应于更多地质工作面环境使用。可适应于更多地质工作面环境使用。可适应于更多地质工作面环境使用。