[实用新型]一种潜孔钻机钻孔过程数据的实时采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程勘探与治理的土木建筑领域，尤其是一种潜孔钻机钻孔过程数据的实时采集装置。

背景技术

钻孔是岩土工程中最常见和最重要的一项工程任务，可以分为工程勘察与地质勘探钻孔、岩土施工钻孔，如土钉、锚杆、钻孔桩或搅拌桩等，其中工程勘察与地质勘探是根据相关规范按照一定的间距布置孔位，其它部位依据场地情况和地区经验人为外推形成地质剖面，而场地不同力学强度岩土体的实际空间分布可能与理论推断结果存在一定差异，或者是严重的差异；岩土设计与施工是依据这种人为假设和推断的、不确定的地质资料进行的，其最终结果可能导致设计的不合理，施工偏差较大。目前的相关监测方法单，而且可能因为不同的操作手，或同一操作手的不良习惯操作，导致监测结果偏差较大，其可靠性无法保证，采集的数据不能直接反映岩土体的强度，需要通过计算和图形处理间接判断，从而人为的模糊了对实际地质体的准确判定。为此，需要一种可靠的方法，对实际地质体原位、连续的测量，并能同时利用多种途径、采集多种数据，再进行分析比较和综合判断，从而直接反映细观岩土体的空间分布和强度差异。

实用新型内容

本实用新型的一种潜孔钻机钻孔过程数据的实时采集装置，其通过钻机改装自动化实现钻孔过程数据的自动采集功能，能够记录钻进过程中岩土体的强度变化规律，自动识别地质岩土体的界面，判断地质岩土体的空间分布。其可以进行原位、连续、多种方法测量，直接反映沿孔深的岩土体强度和空间分布，数据真实、准确、可靠；其岩土体的强度变化能够同时反映在钻杆上的转矩和转速的变化，从而划分沿孔深的不同岩土体的界面，使得钻孔过程直观；其仪器抗干扰能力强，抗强振动性能好，抗水和粉尘污染能力强，克服了施工环境的限制；其对钻孔过程进行全程记录，数据只能存储，不能修改，保证了钻孔数据的真实性，揭露或验证地下岩土体强度变化真实情况，完善了施工的监督管理；其实时分析正在钻孔的岩土体强度的变化规律，解决了原有勘探工作以点代面的缺陷，从而为无芯钻探和信息化施工提供了有效的解决方法。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种潜孔钻机钻孔过程数据的实时采集装置，其特征是：包括数据采集控制系统、数据采集系统、数据转换系统和数据处理系统；数据采集控制系统通过压力控制器输出受力信号，按照设定的受力范围值控制数据采集系统工作的开始与停止；数据采集系统包括转矩转速传感器、压力传感器和齿轮测速传感器，其中转矩转速传感器与回转马达通过连接滑块联成一体并置于导轨上，另一端与钻杆连接，钻杆通过钻头作业时输出钻杆的扭矩和转速；压力传感器包括推进压力传感器、回转压力传感器和冲击压力传感器，其分别通过压力管与推进操纵阀、回转操纵阀和冲击操纵阀相连；齿轮测速传感器通过连接铜板固定在外钢套上，外钢套嵌入导轨的开挖槽内并可通过拉杆前后调整；带动测试链条的链条齿轮固定在齿轮轴上，并通过内钢套与测速齿轮连接，齿轮轴与内钢套通过内轴承连接，内钢套与外钢套通过外轴承连接；数据转换系统包括微控制器和键盘；数据处理系统包括安装有数据处理软件的计算机装置。这样，打开推进操纵阀、回转操纵阀或冲击操纵阀的任何一个，其所连接的压力传感器会有相应的感应，即可以记录作业过程压力的变化；数据转换系统通过微控制器和键盘完成信号的转换、数据的存储等功能；数据处理系统通过计算机装置上安装的数据处理软件绘制成沿孔深方向的转矩和转速变化曲线、沿孔深方向的各种压力曲线，由此判断各地质岩土体的界面。

所述的潜孔钻机钻孔过程数据的实时采集装置，数据采集系统设有位移传感器钢罩结构。这样，可以起到防尘防湿的作用。

所述的潜孔钻机钻孔过程数据的实时采集装置，齿轮测速传感器为方向性结构，即设定前进方向输出，反方向无输出，通过测试与链条齿轮相连接的测速齿轮的行程记录钻杆的进尺或孔深。

所述的潜孔钻机钻孔过程数据的实时采集装置，推进操纵阀、回转操纵阀和冲击操纵阀固定于车架上，车架连接履带总成并通过行走操纵阀控制其行车驱动。

所述的潜孔钻机钻孔过程数据的实时采集装置，数据采集控制系统、数据采集系统、数据转换系统和数据处理系统之间通过电路相连接。