全文摘要
本实用新型公开了一种原岩应力场测量用钻杆导向盘，包括圆盘体和圆盘体中心位置处的连接头，连接头的两端有锥螺纹，连接头的轴向中心有通孔；圆盘体的直径与取芯钻头直径匹配，连接头的两端分别与钻杆连接。本导向盘作为过渡支撑件，沿钻杆长度方向均布，通过其上下连接头螺纹连接上下钻杆，同时导向盘的直径与取芯钻头直径匹配，通过其圆盘体支撑已钻孔壁，进而对钻机的钻杆形成多点支撑，限制钻杆旋转过程中的横向振动达到减少钻杆的振动的效果。通过对应力解除法测量原岩应力场过程中的钻机加装导向盘，减少钻机钻孔过程中钻杆的振动，提高应力解除测量的成功率、取芯的成功率及所取岩芯的均一性和解除数据采集的真实性。
主设计要求
1.一种原岩应力场测量用钻杆导向盘，其特征在于：它包括圆盘体和圆盘体中心位置处的连接头，连接头的两端有锥螺纹，连接头的轴向中心有通孔；圆盘体的直径与取芯钻头直径匹配，连接头的两端分别与钻杆连接。
设计方案
1.一种原岩应力场测量用钻杆导向盘，其特征在于：它包括圆盘体和圆盘体中心位置处的连接头，连接头的两端有锥螺纹，连接头的轴向中心有通孔；圆盘体的直径与取芯钻头直径匹配，连接头的两端分别与钻杆连接。
2.根据权利要求1所述的原岩应力场测量用钻杆导向盘，其特征在于：所述圆盘体的周缘有轴向挡边。
3.根据权利要求1所述的原岩应力场测量用钻杆导向盘，其特征在于：所述圆盘体上均布有环绕其轴向中心线的排水孔。
4.根据权利要求1所述的原岩应力场测量用钻杆导向盘，其特征在于：所述连接头上对应一端的锥螺纹段与圆盘体之间有便于钳夹的凹槽。
5.根据权利要求1所述的原岩应力场测量用钻杆导向盘，其特征在于：所述圆盘体和连接头为一体结构，也可通过焊接形成整体。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及应力场测量设备领域，特别是涉及一种原岩应力场测量用钻杆导向盘。
背景技术
原岩应力场就是天然存在于原岩内与人为因素无关的应力场。主要分为自重应力场和构造应力场两种类型。由地心引力引起的应力场称为自重应力场，由地质构造运动而引起的应力场称为构造应力场。
国内外岩体原岩应力测量方法从50年代发展至今，已有数十种之多，其分类方法也多种多样。但就目前普通采用的方法来看，按其测量原理可分为套芯应力解除法、水压致裂法和声发射法三大类型。
岩体原岩应力状态是矿山工程设计必须予以考虑的原始资料之一。只有这样，才能使工程设计建立在科学合理的基础之上，达到经济和安全的目的。开采运行中的矿山通过实测，可获得测点的原岩应力状态，为矿山工程的扩建和改造、采矿方法的选择、安全生产及地压预报等提供重要依据。
地应力解除法又称地应变解除法，是目前常用的一种绝对地应力测量方法。地应力解除法测量过程中采用的测量元件有多种，如电阻片型、钢弦型和压磁电感型等，其中以压磁电感型元件用得较多。
采用压磁电感型元件进行地应力测量时，首先在被测地点钻一小孔，把三个元件放进孔内，使之分别与小孔的三个不同方向的直径取向一致；然后在每个元件上预加一定的压力，同时记录三个元件的电感值；接着用套钻在小孔四周掏挖环形圆槽，使被测点的岩石与其周围岩体分离，此时再记录三个元件的电感值。根据两次电感值的差异，按一定公式，算出垂直于孔轴的两个主应力的大小和方向。
地应力解除法应用的设备主要有：地质钻机、应力解除数字应变仪、空心包体、率定仪。
地应力解除法的测量过程存在如下问题：(1)钻杆的振动不利于应力解除钻进的取芯，导致取芯质量差。(2)钻杆的振动幅度过大会导致钻杆断裂，导致测量失败、空心包体的浪费和测量钻孔工程的浪费。(3)钻杆的振动使解除钻孔不均匀，易卡钻，造成空包岩芯率定数值偏差较大，导致测量数据的失真。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种原岩应力场测量过程中能减少钻机钻杆振动的导向盘，通过该导向盘提高应力解除测量的成功率、取芯的成功率及所取岩芯的均一性和解除数据采集的真实性。
本实用新型提供的这种原岩应力场测量用钻机导向盘，它包括圆盘体和圆盘体中心位置处的连接头，连接头的两端有锥螺纹，连接头的轴向中心有通孔；圆盘体的直径与取芯钻头直径匹配，连接头的两端分别与钻杆连接。
所述圆盘体的周缘有轴向挡边。
所述圆盘体上均布有环绕其轴向中心线的排水孔。
所述连接头上对应一端的锥螺纹段与圆盘体之间有便于钳夹的凹槽。
所述圆盘体和连接头为一体结构，也可通过焊接形成整体。
本导向盘作为过渡支撑件，沿钻杆长度方向均布，通过其上下连接头螺纹连接上下钻杆，同时导向盘的直径与取芯钻头直径匹配，通过其圆盘体支撑已钻孔壁，进而对钻机的钻杆形成多点支撑，限制钻杆旋转过程中的横向振动达到减少钻杆的振动的效果。通过对应力解除法测量原岩应力场过程中的钻机加装导向盘，减少钻机钻孔过程中钻杆的振动，避免因钻杆振动造成钻杆断裂取样失败或因钻杆振动造成的取芯(含空心包体)直径不均匀而率定偏差大的问题，以及钻进距离偏差大导致的数据失真的问题，保证在取芯钻进过程中钻杆处于中心位且不振动或摆动，以提高应力解除测量的成功率、取芯的成功率及所取岩芯的均一性和解除数据采集的真实性。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的俯视图。
图2是图1的A-A视图。
具体实施方式
本实施例以广西华锡集团高峰公司在矿山中采用应力解除法进行原岩应力场测量为例，根据矿山现有设备选择地质钻机的型号，确定钻杆尺寸，根据钻杆尺寸及连接牙型对应加工导向盘，导向盘可为一体加工结构，也可通过焊接形成整体。
如图1和图2所示，本实施例公开的这种原岩应力场测量用钻机导向盘包括圆盘体1、上接头2和下接头3。
圆盘体1的直径与取芯钻头直径匹配，圆盘体的外缘有周向挡边，圆盘体中心位置开设有贯穿其板厚的通孔。
圆盘体1对应挡边和中心通孔之间有沿周向均布的八个贯穿圆孔，通过贯穿圆孔可以提高圆盘体的结构强度，同时可用于应力场测量过程中的排水。
上接头2为柱状，其中心有沿轴向贯穿的通孔，上端段加工有锥螺纹其尺寸和牙型与钻机的钻杆相匹配。
下接头3为柱状其中心有沿轴向贯穿的通孔，上端段加工有锥螺纹其尺寸和牙型与钻机的钻杆相匹配，中间段开有周向的环形紧固卡槽。
上连接2和下接头3分别同轴心焊接于圆盘体1的两侧形成导向盘，接头中轴线与盘面垂直，盘面和连接头焊接时保证通孔不能受到任何破坏。
本导向盘在原岩应力场测量中的使用步骤如下：
(1)根据钻孔深度选择导向盘个数，提前按预设次序放置在钻杆处备用，将空心包体线缆依次穿过钻头、钻杆和导向盘的中通孔，用管钳将导向盘的上下连接头分别与上下段的钻杆拧紧，以此类推连接钻杆和钻机，其中两导向盘的间距为3m。安装就绪后即可进行应力解除的钻进及测量工作。
(2)与导向盘的安装顺序相反，拆除时，首先用管钳拆除最外侧的钻机和钻杆，再依此拆除导线盘，最后取出含空心包体的岩芯。
广西华锡集团高峰公司的工程实践中，通过在解除测量和取芯过程中每隔一定距离在钻杆接口处装设导向盘，避免了钻杆振动，使解除测量过程中未出现钻杆断裂导致测量失败的现象，解除测量后的取芯至今也较均匀，岩芯表面光滑，易于率定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920095067.6
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:43(湖南)
授权编号:CN209385073U
授权时间:20190913
主分类号:E21B 17/07
专利分类号:E21B17/07
范畴分类:22A;
申请人:长沙矿山研究院有限责任公司
第一申请人:长沙矿山研究院有限责任公司
申请人地址:410012 湖南省长沙市岳麓区麓山南路343号
发明人:孟中华;邹平;王飞飞;张友轩;李爱兵
第一发明人:孟中华
当前权利人:长沙矿山研究院有限责任公司
代理人:邓淑红
代理机构:43001
代理机构编号:长沙永星专利商标事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计