一种堵水装置及测量设备的制作方法

1.本技术涉及探测装置技术领域，尤其涉及一种堵水装置及测量设备。


背景技术：

2.在实际的岩体声波测试过程中，必须保证发射换能器(探头)和接收换能器(探头)与钻孔孔壁之间通过耦合介质耦合良好，为此，采用向钻孔内灌入清水的方法应用最为广泛，这种方法在下斜孔内可行，但在上倾方向的钻孔内应用时难度较大，很难保证探头与孔壁的耦合，即使采用高水压持续注水的方法，也难以保证换能器完全处在耦合环境中，因此，不但造成水资源的大量浪费，而且高水压水流的冲击无法保证换能器的稳定，造成换能器与孔壁的直接接触，严重影响探测结果的准确性。
3.为了解决仰孔(如顶板孔)的声波测试的耦合问题，有人提出了使用充水的气囊、弹性胶囊水、套等包裹换能器实现耦合的方式，然而，实际工程实践的结果证明，气囊等材料(实现耦合的物质)包裹于换能器上，会极大地影响声波的传播，从而，造成测试误差较大，声波测试结果的准确性较低。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供一种堵水装置及测量设备，便于提高声波测试结果的准确性。
5.本技术实施例提供一种堵水装置，包括：内层环形气囊和外层环形气囊，所述外层环形气囊套设在所述内层环形气囊上，所述外层环形气囊的外缘用于与孔壁相抵，所述内层环形气囊的内缘用于夹持注水管和声波测试电缆。
6.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述内层环形气囊包括内层气囊本体和第一充气嘴，所述第一充气嘴设于所述内层气囊本体上，在所述第一充气嘴上设有可拆卸的第一安装帽；其中，所述内层气囊本体的形状为环形体。
7.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述外层环形气囊包括外层气囊本体和第二充气嘴，所述第二充气嘴设于所述外气囊本体上，在所述第二充气嘴上设有可拆卸的第二安装帽；其中，所述外层气囊本体的形状为环形体。
8.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述第一充气嘴处于所述内层气囊本体的第一端面，所述第二充气嘴处于所述外层气囊本体的第一端面；所述内气囊本体的第一端面和所述外气囊本体的第一端面处于所述堵水装置的同一端面上。
9.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述内层气囊本体的第一端面与所述外层气囊本体的第一端面相对齐，所述内层气囊本体的第二端面与所述外层气囊本体的第二端面相对齐。
10.本技术还提供一种测量设备，包括：声波测试探头、声波测试电缆、注水管和上述实现方式任一项所述的堵水装置；所述声波测试电缆的一端与所述声波测试探头相连，所述堵水装置的内层环形气囊的内缘夹持所述注水管和所述声波测试电缆。
11.本技术提供的一种堵水装置及堵水设备，通过将外层环形气囊套设在所述内层环形气囊上，所述外层环形气囊的外缘用于与孔壁相抵，所述内层环形气囊的内缘用于夹持注水管和声波测试电缆，由于外层环形气囊的外缘用于与孔壁相抵，内层环形气囊的内缘用于夹持注水管和声波测试电缆，可将本实施例的堵水装置安装于斜向上的孔的孔口处，通过注水管向孔内注水，由于本实施例堵水装置的存在，使得注入孔内的水不从孔中流出，以使换能器(探头)与孔壁之间通过注入孔内的水实现良好的耦合，因此，降低了对声波传播的影响，减小声波测试误差，本实施例的堵水装置的使用，便于提高声波测试结果的准确性。
附图说明
12.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
13.图1为本技术一实施例提供的堵水装置的结构示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
15.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
16.使用声波探测技术对岩土体测试时，现有技术中，采用的堵水测试装置，包括声波测试探头、声波探头电缆、空心钢管、堵水阻块、进水管和快速堵水料，所述堵水阻块上开设有钢管孔和进水管孔，分别供空心钢管和进水管穿过进入钻孔内；所述声波测试探头可拆卸的固定设置于空心钢管插入钻孔端的端部，且空心钢管内部与钻孔内腔连通，声波探头电缆从空心钢管内部穿过，该堵水测试装置，保证在隧道仰孔中进行声波法评价隧道围岩完整性时，阻止耦合水外流，但是对于一般的声波测试来说，该装置较为复杂，基于现有技术的缺点，本技术提出一种堵水装置及测量设备，至少能部分解决现有技术中存在的问题。
17.声波测试：声波探测技术是一种岩土体测试技术，它根据弹性波在岩体中传播的原理，用仪器的发射系统向岩土体中发射声波，由接受系统接收。由于岩体的岩性、结构面情况、风化程度、应力状态、含水情况等地质因素都能直接引起声波波速、振幅和频率发生变化，因此可通过接收器所接受的声波波速、频率和振幅了解岩土体地质情况并求得岩土体某些力学参数(如泊松比、动弹性模量、抗压强度、弹性抗力系数等)和其他一些工程地质性质指标(如风化系数、裂隙系数、各向异性系数等)。本技术实例提出的堵水装置及测试设备即为应用于声波测试中，为得到较为准确的结果提供便利条件。
18.图1为本技术一实施例提供的堵水装置的结构示意图，如图1所示，本实施例的堵水装置，可以包括：内层环形气囊1和外层环形气囊2，外层环形气囊 2套设在内层环形气囊1上，外层环形气囊2的外缘用于与孔壁相抵，内层环形气囊1的内缘用于夹持注水管和声波测试电缆。
19.内层环形气囊1和外层环形气囊2可由不透水材料制成。内层环形气囊1 和外层环形气囊2具有空腔，可通过其它物质填充空腔以改变内层环形气囊1 和外层环形气囊2的形状，具体可通过填充空腔的物质的多少来控制不同形状，在一个例子中，可向内层环形气囊1和外层环形气囊2填充空气。为了适应孔壁的形状及适应注水管和声波测试电缆的形状，内层环形气囊1和外层环形气囊2可包括柔性材料，至少与孔壁相抵的外层环形气囊2的外缘及夹持注水管和声波测试电缆的内层环形气囊1的内缘部分，由柔性材料制成。
20.内层环形气囊1的内缘的外形可为规则曲面，也可为曲面；内层环形气囊1 的纵向剖面可为圆形，也可为正方形；外层环形气囊2的外缘的外形可为规则曲面，也可为曲面；外层环形气囊2的纵向剖面可为圆形，也可为正方形。
21.孔壁可呈圆形也可成不规则圆形，孔壁可光滑也可不光滑。
22.注水管用于向钻孔内注水；声波测试电缆可与声波测试探头相连，由于传输数据。
23.使用时，注水管和声波测试探头连接声波测试电缆并伸入钻孔内，将注水管和声波测试电缆置于内层环形气囊的内缘，并被内层环形气囊的内缘夹持，以不从内层环形气囊的内缘之间漏水为准，将外层环形气囊的外缘与孔壁完全贴合，本实施例的堵水装置可设置于孔口处，以堵住水流，保证水不从钻孔中流出来，进一步地完成声波测试。
24.可以理解的是，外层环形气囊2的外缘与孔壁相抵，在外层环形气囊2的外缘与孔壁之间存在作用力，进而可产生摩擦力，这样在为斜向上的钻孔内有水时，不可避免地作用于外层环形气囊2，由于摩擦力的存在，使得外层环形气囊2也不会从钻孔内脱落。基于相同原理，内层环形气囊1的内缘分别与注水管和声波测试电缆之间存在作用力。
25.本实施例，通过将外层环形气囊套设在所述内层环形气囊上，所述外层环形气囊的外缘用于与孔壁相抵，所述内层环形气囊的内缘用于夹持注水管和声波测试电缆，由于外层环形气囊的外缘用于与孔壁相抵，内层环形气囊的内缘用于夹持注水管和声波测试电缆，可将本实施例的堵水装置安装于斜向上的孔的孔口处，通过注水管向孔内注水，由于本实施例堵水装置的存在，使得注入孔内的水不从孔中流出，以使换能器(探头)与孔壁之间通过注入孔内的水实现良好的耦合，因此，降低了对声波传播的影响，减小声波测试误差，本实施例的堵水装置的使用，便于提高了声波测试结果的准确性，避免了由于在换能器上包括气囊等材料，造成对声波传播的影响，进而造成声波测试结果的准确性较低的问题，此外，避免了容易出现气囊卡在钻孔内，以影响测试进度的问题，并且本实施例的堵水装置结构较为简单。
26.为了便于改变内层环形气囊的体积(或形状)，本技术又一实施例，与上述实施例基本相同，不同之处在于，本实施例的堵水装置中，所述内层环形气囊1 包括内层气囊本体10和第一充气嘴12，所述第一充气嘴12设于所述内层气囊本体10上，在所述第一充气嘴12上设有可拆卸的第一安装帽(图中未示出)；其中，所述内层气囊本体10的形状为环形体。
27.第一充气嘴12可为具有通孔的柱体，如三棱柱、五棱柱、六棱柱等等。第一充气嘴12材料可为金属，优选地，内层环形气囊1采用相同材料。
28.第一充气嘴12与内层气囊本体10联通；内层气囊本体10上具有通孔，以实现内层气囊本体10与第一充气嘴12的联通。
29.内层气囊本体10的内圆用于夹持注水管和声波测试电缆。
30.第一安装帽设在第一充气嘴12上，第一安装帽的大小与第一充气嘴12适配，当将
第一安装帽安装在第一充气嘴12上时，内层气囊本体10的气体可不从内层气囊本体10中流出，当需要改变内层气囊本体10的形状时，可将第一安装帽从第一充气嘴12取下，可通过第一充气嘴12向内层气囊本体10充入气体，或者将内层气囊本体10的气体，通过第一充气嘴12从内层气囊本体10排出，以改变内层气囊本体的形状即改变内层环形气囊的形状，使内层环形气囊的内缘夹持注水管和声波测试电缆。
31.本实施例，通过将第一充气嘴设于所述内层气囊本体上，在所述第一充气嘴上设有可拆卸的第一安装帽，从而，可便于根据注水管和声波测试电缆的形状来改变内层气囊本体的形状，以使内层气囊本体10的内缘夹持注水管和声波测试电缆。
32.为了便于改变外层环形气囊的体积(或形状)，本技术又一实施例，与上述实施例基本相同，不同之处在于，本实施例的堵水装置中，所述外层环形气囊2 包括外层气囊本体20和第二充气嘴22，所述第二充气嘴22设于所述外气囊本体20上，在所述第二充气嘴22上设有可拆卸的第二安装帽(图中未示出)；其中，所述外层气囊本体的形状为环形体。
33.第二充气嘴22可为具有通孔的柱体，如三棱柱、五棱柱、六棱柱等等。第一充气嘴12材料可为金属，优选地，外层环形气囊2采用相同材料。
34.第二充气嘴22与外层气囊本体20联通；外层气囊本体20上具有通孔，以实现外层气囊本体20与第二充气嘴22的联通。
35.外层气囊本体20的内圆用于与孔壁相抵。
36.第二安装帽设在第二充气嘴22上，第二安装帽的大小与第二充气嘴22适配，当将第二安装帽安装在第二充气嘴22上时，外层气囊本体20的气体可不从内层气囊本体10中流出，当需要改变外层气囊本体20的形状时，可将第二安装帽从第二充气嘴22取下，可通过第二充气嘴22向外层气囊本体20充入气体，或者将外层气囊本体20的气体，通过第二充气嘴22从外层气囊本体20排出，以改变外层气囊本体20的形状即改变外层环形气囊的形状，使外层环形气囊的外缘与孔壁相抵。
37.本实施例，通过将第二充气嘴设于所述外层气囊本体上，在所述第二充气嘴上设有可拆卸的第二安装帽，从而，可便于根据孔壁的形状来改变外层气囊本体的形状，以使外层气囊本体的外缘与孔壁相抵。
38.在实际使用中，内层气囊本体10可根据注水管及声波测试电缆(探头用电缆)的粗细进行充气，外层气囊本体20可以根据仰孔径大小进行充气，本实施例的同一套堵水装置可适用于不同大小的孔径及不同规格的注水管及声波测试电缆。
39.在使用过程中，为了方便改变内层气囊本体和外层气囊本体的形状，即改变内层气囊本体和外层气囊本体的体积，可使第一充气嘴处于所述内层气囊本体的第一端面，所述第二充气嘴处于所述外层气囊本体的第一端面；所述内气囊本体的第一端面和所述外气囊本体的第一端面处于所述堵水装置的同一端面上。
40.进一步地，为了使整体效果更佳美观，在一些例子中，内层气囊本体的第一端面与所述外层气囊本体的第一端面相对齐，所述内层气囊本体的第二端面与所述外层气囊本体的第二端面相对齐。
41.下面一具体实施方式为例，对上述实施例的装置的使用过程进行详细说明。
42.注水管和声波测试探头用的电缆伸入测试孔内，之后，通过第二气嘴22给外层环形气囊2充气，确保外层环形气囊与孔壁完全贴合，此时，关闭第二气嘴22，再给内层环形气
囊1充气并打开水泵向内层环形气囊1注水，在内层环形气囊1的内缘完全握注水管和声波测试探头用的电缆后，关闭第二气嘴12。在这个过程中，仅需将水泵压力控制稳定，即可利用本技术实施例提供的堵水装置充气堵住水流，保证水不流出来，从而完成仰孔的声波测试，进一步地，保证了声波法评价围岩完整性测试的顺利完成，此外，本技术实施例的结构较为简单，而且探头可方便地沿轴向移动，有利于保证声波测试的顺利进行。
43.参见图1，本技术实施例还提供了一种测量设备，包括：声波测试探头、声波测试电缆3、注水管4和上述实施例中的堵水装置；声波测试电缆3的一端与所述声波测试探头相连，所述堵水装置的内层环形气囊1的内缘夹持所述声波测试电缆3和所述注水管4。
44.声波测试探头包括发射换能器(探头)和接收换能器(探头)。注水管4可为塑料管，也可为水泵钢水管。
45.使用时，注水管和声波测试探头连接声波测试电缆并伸入钻孔内，将注水管和声波测试电缆置于内层环形气囊的内缘，并被内层环形气囊的内缘夹持，以不从内层环形气囊的内缘之间漏水为准，将外层环形气囊的外缘与孔壁完全贴合，本实施例的堵水装置可设置于孔口处，以堵住水流，保证水不从钻孔中流出来，进一步地完成声波测试。
46.本实施例，通过声波测试电缆的一端与所述声波测试探头相连，所述堵水装置的内层环形气囊的内缘夹持所述声波测试电缆和所述注水管，由于本实施例的测试设备中的堵水装置可夹持所述声波测试电缆和所述注水管，再通过注水管向孔内注水，由于本实施例堵水装置的存在，使得注入孔内的水不从孔中流出，以使换能器(探头)与孔壁之间通过注入孔内的水实现良好的耦合，因此，降低了对声波传播的影响，减小声波测试误差，本实施例的测试设备的使用，便于提高了声波测试结果的准确性。
47.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
48.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
49.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。