[发明专利]一种应力解除地应力测量的智能设备及其使用方法

权利要求书

1.一种应力解除地应力测量的智能设备，其特征在于，包括组合量测设备(1)和手持信号传输设备；所述组合量测设备(1)包括钻头钻进组合装置、传感器装置以及壳体(2)；

所述钻头钻进组合装置包括从内到外通过卡簧装置依次贴合嵌套在一起的内层孕镶金刚石钻头(9)、夹层倾斜孕镶金刚石钻头(10)以及外层孕镶金刚石钻头(11)，所述钻头钻进组合装置的顶部还设有切削具(4)以及水口(6)；

所述钻头钻进组合装置内还设有用于实现内层孕镶金刚石钻头(9)、夹层倾斜孕镶金刚石钻头(10)以及外层孕镶金刚石钻头(11)切换工作的齿轮传动系统；

所述传感器装置包括陀螺仪装置和能够测出测量孔孔壁上应变大小的应变测量装置；所述陀螺仪装置能够反映传感器装置所处位置形态以及应变测量装置内应变花(19)的状态；

所述壳体(2)为圆柱状筒型结构，所述壳体(2)上段用于放置钻头钻进组合装置，所述壳体(2)下段为空芯的可拆卸变头(3)，壳体(2)下段为钻头钻进组合装置上下运移和取芯提供空间，可拆卸变头(3)底部能够安装在钻机钻杆上；

所述手持信号传输设备包括分别与显示器(25)电性连接的外部信号接收装置(28)、外部信号发射装置(29)、外部信号处理装置(26)、外部数据存储装置(27)以及外部防爆电池(30)；外部信号接收装置(28)接收应变测量装置和陀螺仪装置发出的信号并将信号传递给外部信号处理装置(26)，外部信号处理装置(26)将信号处理后通过显示器(25)进行显示，同时外部数据存储装置(27)将接收到的信息进行存储；外部信号发射装置(29)发射信号至卡簧装置和齿轮传动系统，实现对卡簧装置和齿轮传动系统的控制。

2.如权利要求1所述的一种应力解除地应力测量的智能设备，其特征在于，所述卡簧装置设置在夹层倾斜孕镶金刚石钻头(10)与内层孕镶金刚石钻头(9)的胎体内，所述卡簧装置包括分别与防爆电池(15)电性连接的信号接收器(14)、信号控制器(12)以及第一驱动电机(13)，所述第一驱动电机(13)输出端与卡簧(7)螺纹配合以控制其伸出夹层倾斜孕镶金刚石钻头(10)或内层孕镶金刚石钻头(9)之外，所述信号接收器(14)、信号控制器(12)、第一驱动电机(13)依次电性连接；所述夹层倾斜孕镶金刚石钻头(10)和内层孕镶金刚石钻头(9)外壁上均开有供卡簧(7)穿过的通孔，所述外层孕镶金刚石钻头(11)内侧和夹层倾斜孕镶金刚石钻头(10)内壁上分别开有与卡簧(7)匹配的凹槽(8)。

3.如权利要求1所述的一种应力解除地应力测量的智能设备，其特征在于，所述齿轮传动系统包括设在夹层倾斜孕镶金刚石钻头(10)胎体内的第二驱动电机、信号接收器(14)、防爆电池(15)、与第二驱动电机输出轴固定的驱动齿轮(33)以及两个分别与驱动齿轮(33)啮合的从动齿轮(32)，两个从动齿轮(32)分别与外层孕镶金刚石钻头(11)内壁、内层孕镶金刚石钻头(9)外壁上嵌入的链轮(31)啮合传动。

4.如权利要求1所述的一种应力解除地应力测量的智能设备，其特征在于，所述应变测量装置包括依次串联电性连接在一起的温度补偿应变片(24)、公共补偿应变片(20)、第二信号发射器(21)、数据存储芯片(22)、信号处理芯片(23)以及防爆电池(15)，所述应变测量装置内还设有三组应变花(19)。

5.如权利要求1所述的一种应力解除地应力测量的智能设备，其特征在于，所述陀螺仪装置包括依次电性连接在一起的陀螺仪(17)、防爆电池(15)以及第一信号发射器(18)。

6.如权利要求1所述的一种应力解除地应力测量的智能设备，其特征在于，所述夹层倾斜孕镶金刚石钻头(10)胎体顶部呈喇叭状，喇叭状倾斜角度为5～10°。