[发明专利]一种用于覆岩裂隙探测的钻测一体化系统及方法

权利要求书

1.一种用于覆岩裂隙探测的钻测一体化系统，其特征在于，包括探管、钻进装置和控制装置；

所述探管杆体上套有封孔胶囊，探管上端设有外螺纹，下端设有内螺纹，所述封孔胶囊两端分别通过位于探管上的上凸台和下凸台固定，所述上凸台与下凸台的横截面为梯形，下凸台下部的探管杆体上开有凹槽；所述封孔胶囊内部设有电动三通球阀，所述电动三通球阀包括执行器、电磁线圈、上通口和侧通口，所述执行器可以在上通口与侧通口之间旋转；

所述钻进装置包括钻机、多个钻杆和钻头，所述钻头通过螺纹与所述探管上端连接，位于前端的钻杆通过螺纹与所述探管下端连接，各钻杆之间通过螺纹连接，钻杆杆体均开有一凹槽，钻杆与探管及钻杆之间紧密连接时，探管下部的凹槽与钻杆凹槽均在同一条直线上；

所述控制装置包括水流调节装置和注水操作台，所述水流调节装置包括24V直流电源、电缆线和三通球阀开关，所述24V直流电源、三通球阀开关和所述探管内电动三通球阀的电磁线圈通过电缆线连接构成回路，所述注水操作台包括连接管、进水阀、压力表、流量表、放水阀、支架和水管，所述钻杆及探管内部均具有水流通道，上通口和侧通口设置在水流通道上，与水流通道相连通，所述水管与所述钻杆的水流通道相连，所述钻头上开有出水口，出水口与水流通道相连通。

2.一种用于覆岩裂隙探测的钻测一体化方法，使用如权利要求1所述的一种用于覆岩裂隙探测的钻测一体化系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在井下硐室或巷道内布置用于覆岩裂隙探测的钻测一体化系统，配备3～6MPa水压的水源；安装钻机，依次连接水源、注水操作台、钻杆、探管和钻头，并连接电磁线圈、电缆线、24V直流电源和三通球阀开关，将电缆线置于探管和钻杆杆体的凹槽内，用扎带将防电缆线束在探管及钻杆杆体上；开动钻机进行钻进时，三通球阀开关处于打开状态，电磁线圈不通电，此时电动三通球阀的上通口打开，侧通口关闭，水流经过钻头上的出水口进入钻孔内，起降温除尘作用；

步骤二：钻进至预定位置时，停止钻进，闭合三通球阀开关，电磁线圈通电，此时电动三通球阀的上通口关闭，侧通口打开，水流进入封孔胶囊内，使封孔胶囊膨胀；当流量表的示数不再变化时，打开三通球阀开关，完成封孔；

步骤三：调节进水阀大小，使压力表数值达到设定值，观测流量表记录每1分钟内水的流量，共观测3次，记录3个流量值，完成该位置的测量工作；关闭进水阀，闭合三通球阀开关，打开放水阀，使封孔胶囊内的水流出，若出现大量水沿钻孔壁流出，表明封孔是良好的；

步骤四：关闭放水阀，打开三通球阀开关，打开进水阀，继续钻进钻孔，到达预定位置时，重复步骤二和步骤三，直至完成所有的测量工作；取每个测量位置处3个流量值的平均值为y轴数据，钻孔深度为x轴数据，绘制流量―钻孔深度曲线，流量值越大的位置，覆岩裂隙越发育。

3.如权利要求2所述的一种用于覆岩裂隙探测的钻测一体化方法，其特征在于，所述步骤二还包括：完成封孔后，关闭进水阀，若压力表的示数保持不变，表明各管路连接良好，无漏水现象；待无水流沿钻孔壁流出时，重新打开进水阀，若不出现大量水沿钻孔壁流出，表明封孔良好。

4.如权利要求2所述的一种用于覆岩裂隙探测的钻测一体化方法，其特征在于，所述步骤一、步骤四还包括：随着钻机钻进，24V直流电源和三通球阀开关不断随钻杆向上运动，每钻进一定距离，需向下调整24V直流电源和三通球阀开关的位置，以保证24V直流电源和三通球阀开关始终固定在钻孔外部的钻杆上。