方便取出的套管装置及超前地质预报设备论文和设计-杨海波

全文摘要

本实用新型公开了方便取出的套管装置及超前地质预报设备，涉及岩土工程测试领域。本所述一种方便取出的套管装置包括套管和旋转件，所述套管是由嵌入部和取出端部组成，且两个部位相互连接，所述嵌入部伸入岩体的钻孔内，其取出端部置于钻孔的孔口外，所述旋转件直接与取出端部螺纹连接，或与固定在取出端部上的固定件螺纹连接，并在旋转件相对于取出端部转动时，旋转件与岩体抵持，并在抵持力的作用下带动所述嵌入部从钻孔内取出。本实用新型提供的取出装置及超前地质预报设备，其不仅制造方便、成本低，而且测试后套管的取出方便，使得套管可重复使用，极大地降低测试成本。

主设计要求

1.一种方便取出的套管装置，其特征在于：该套管装置包括套管(100)和旋转件(200)，所述套管是由嵌入部(110)和取出端部(120)组成，且两个部位相互连接，所述嵌入部(110)伸入岩体(300)的钻孔(310)内，其取出端部(120)置于钻孔(310)的孔口外，所述旋转件(200)直接与取出端部(120)螺纹连接，或与固定在取出端部(120)上的固定件(500)螺纹连接，并在旋转件(200)相对于取出端部(120)转动时，旋转件(200)与岩体(300)抵持，并在抵持力的作用下带动所述嵌入部(110)从钻孔(310)内取出。

设计方案

2.根据权利要求1所述的方便取出的套管装置，其特征在于：当旋转件(200)与取出端部(120)螺纹连接时，其旋转件(200)设有与取出端部(120)相匹配的通孔，直接套设在取出端部(120)外部，并与取出端部(120)螺纹连接；当旋转件(200)与固定在取出端部(120)上的固定件(500)螺纹连接时，所述固定件(500)为内壁设与取出端部(120)相匹配通孔的套筒，固定套设在取出端部(120)外侧，其旋转件(200)设有与固定件(500)相匹配的通孔，套设在固定件(500)外，并与固定件(500)螺纹连接。

3.根据权利要求1或2所述的方便取出的套管装置，其特征在于：所述套管(100)的径向截面呈矩形。

4.根据权利要求1或2所述的方便取出的套管装置，其特征在：所述套管装置还包括设置在旋转件(200)与岩体(300)之间的垫板(600)，且垫板(600)的外径大于或等于旋转件(200)的外径；所述垫板(600)中部设有与套管取出端部(120)相匹配的通孔，并套设在套管(100)的取出端部(120)。

5.根据权利要求1或2所述的方便取出的套管装置，其特征在于：所述固定件(500)通过插销(700)与套管的取出端部(120)连接，并在套管的取出端部(120)上对应开设有安装孔，且旋转件(200)置于插销(700)与岩体(300)之间。

6.根据权利要求1或2所述的方便取出的套管装置，其特征在于：所述套管的嵌入部(110)长度为190-210cm，取出端部(120)的长度为20-30cm。

7.根据权利要求3所述的方便取出的套管装置，其特征在于：当套管装置设有固定件(500)时，所述固定件(500)为中部设有方形通孔的圆形套筒，并通过方形通孔与套管之间过渡配合。

8.一种超前地质预报设备，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一项所述的方便取出的套管装置。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程测试领域，具体而言，涉及取出装置及超前地质预报设备。

背景技术

在水电、交通、矿山及地下工程建设中，需要掘进开挖大量隧道，为确保施工安全必须开展超前地质预报工作，在隧道开挖时，对掌子面前方及其周边的围岩与地层情况做出超前预报，以探测开挖面前方的地质情况。

超前地质预报常用的物探方法有很多，分类不尽相同，包括机械钻探、电法、电磁法、地震波法、声波法以及红外线法等。当前比较常用的超前地质预报设备为隧道地震波反射法超前地质预报(Tunnel Seismic Prediction，TSP)。地震波法超前地质预报实施过程中，需要在隧道侧壁钻孔，然后将钢制套管深入钻孔中，采用锚固剂将钢套管与钻孔周围岩体紧密锚固，最后将检波器放入套管内底部，开始测试。测试完成后，将检波器从套管内取出，由于套管与钻孔周围的岩体已经锚固在一起，套管外露端不易施加外力，仅靠手工很难拔出套管，缺乏合适的工具，所以每次测试均需要消耗套管，而TSP设备的套管价格昂贵，极大的增加了测试费用。

实用新型内容

本实用新型根据现有技术的不足提供一种方便取出的套管装置及超前地质预报设备，该套管装置不仅制造方便、成本低，而且取出方便，其套管可重复使用，极大地降低测试成本。

本实用新型提供一种关于取出装置的技术方案：所述一种方便取出的套管装置，包括套管和旋转件，所述套管是由嵌入部和取出端部组成，且两个部位相互连接，所述嵌入部伸入岩体的钻孔内，其取出端部置于钻孔的孔口外，所述旋转件直接与取出端部螺纹连接，或与固定在取出端部上的固定件螺纹连接，并在旋转件相对于取出端部转动时，旋转件与岩体抵持，并在抵持力的作用下带动所述嵌入部从钻孔内取出。

本实用新型较优的技术方案：当旋转件与取出端部螺纹连接时，其旋转件设有与取出端部相匹配的通孔，直接套设在取出端部外部，并与取出端部螺纹连接；当旋转件与固定在取出端部上的固定件螺纹连接时，所述固定件为内壁设与取出端部相匹配通孔的套筒，固定套设在取出端部外侧，其旋转件设有与固定件相匹配的通孔，套设在固定件外，并与固定件螺纹连接。

本实用新型较优的技术方案：所述套管的径向截面呈矩形。

本实用新型较优的技术方案：所述套管装置还包括设置在旋转件与岩体之间的垫板，且垫板的外径大于或等于旋转件的外径；所述垫板中部设有与套管取出端部相匹配的通孔，所述通孔与套管之间过渡配合，并套设在套管的取出端部。

本实用新型较优的技术方案：所述固定件通过插销与套管的取出端部连接，并在套管的取出端部上对应开设有安装孔，且旋转件置于插销与岩体之间。

本实用新型较优的技术方案：所述套管的嵌入部长度为190-210cm，取出端部的长度为20-30cm。

本实用新型较优的技术方案：当套管装置设有固定件时，所述固定件为内设方形通孔的圆形套筒，并通过方形通孔与套管之间过渡配合。

本实用新型还提供一种超前地质预报设备，包括如上述任意一项所述的目的在于提供一种超前地质预报设备，该套管装置包括套管和旋转件，所述套管是由嵌入部和取出端部组成，且两个部位相互连接，所述嵌入部伸入岩体的钻孔内，其取出端部置于钻孔的孔口外，所述旋转件直接与取出端部螺纹连接，或与固定在取出端部上的固定件螺纹连接，并在旋转件相对于取出端部转动时，旋转件与岩体抵持，并在抵持力的作用下带动所述嵌入部从钻孔内取出。超前地质预报设备的其它设备与现有的超前地质预报设备相同。其不仅制造方便、成本低，而且测试后套管的取出方便，使得套管可重复使用，极大地降低测试成本。

相比现有技术，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的套管装置，包括套管和旋转件，在使用套管时，需要将套管放入到岩体事先钻好的钻孔内，放入后采用锚固剂将套管与钻孔周围的岩体紧固，进行测试。测试完毕后，转动旋转件，旋转件在转动的过程中会与岩体抵持，在抵持力的作用下旋转件与套管之间相互移动，而旋转件与岩体之间的相对位置并未产生变化，从而通过旋转件带动套管从钻孔内取出。取出后的套管可以重复使用，极大的降低了套管的消耗，降低测试成本。并且旋转件与套管之间的设置方式简单，制造方便、成本低，将套管取出需要的力道小，便于将套管取出。

附图说明

图1为本实用新型的实施例提供的套筒装置的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的旋转件的截面结构示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的固定件的截面示意图；

图4为本实用新型的实施例提供的取出装置的截面结构示意图。

图中：100-套管；110-嵌入部，120-取出端部；200-旋转件；300-岩体；310-钻孔；400-检波器；500-固定件；600-垫板；700-插销。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

应当理解，以上附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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他相关的附图。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。附图中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以下所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

请参阅图1，图1为本实用新型的实施例提供的套管装置的结构示意图。本实施例提供了一种方便取出的套管装置，其不仅制造方便、成本低，而且测试后套管100的取出方便，使得套管100可重复使用，极大地降低测试成本。

本实施例提供的套管装置可以用于地震波法超前预报中。其具体使用时：地震波法超前地质预报实施过程中，需要在隧道侧壁钻孔310，本实施例提供的套管装置包括套管100和旋转件200，所述套管是由嵌入部110和取出端部120组成，且两个部位为一体式，在地震波超前地质预报实施时，所述嵌入部110伸入岩体300的钻孔310内，其取出端部110置于钻孔310的孔口外，所述旋转件200与取出端部120螺纹连接，并在旋转件200相对于取出端部120转动时，旋转件200与岩体300抵持，并在抵持力的作用下带动所述嵌入部110从钻孔310内取出。螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸地固定连接方式的一种，结构简单、连接可靠、拆装均方便。转动时，可以通过扳手等其他工具对旋转件200施加外力，通过较小的力就能带动旋转件200转动，旋转件200在转动的过程中会与岩体300抵持，并且在抵持力的作用下旋转件200与套管100之间相互移动，而旋转件200与岩体300之间的相对位置并未产生变化，从而通过旋转件200带动套管100从钻孔310内取出。

通过简单的方式就能够将套管100从岩体300的钻孔310中取出，使得套管100能够重复使用，极大的降低了测试所需套管100的消耗量，节约测试成本。

需要说明的是，套管100的取出端部120长度可以为20-30cm，嵌入部110的长度可以为190-210cm，取出端部120裸露在岩体300外，测试完毕后用于将套管100取出，嵌入部110在测试时会放入到钻孔310内，长度较取出端部120更长。

请参阅图2和图3，图2为本实用新型的实施例提供的旋转件200的截面结构示意图，图3为本实用新型的实施例提供的固定件500的截面示意图。可选地，本实施例提供的取出装置10还包括固定件500，固定件500与套管100固定连接，旋转件200通过固定件500与套管100可转动地连接。在旋转件200与套管100之间设置固定件500，套管100在重复使用的过程中，若长期与旋转件200之间相互转动，难免产生疲劳磨损，导致套管100损坏。固定件500在旋转件200与套管100之间起过渡作用，固定件500与套管100固定连接，在旋转件200与固定件500之间通过螺纹转动相互产生移动时，通过固定件500将套管100取出。在长久使用螺纹之间发生疲劳磨损时，只需将固定件500和旋转件200进行更换即可，进一步地减少了套管100的消耗，节约测试成本。

在本实施例中，套管100在径向上的截面形状呈矩形。套管100的内部中空，在测试时，将套管100的嵌入部110固定到岩体300的钻孔310中以后，将检波器400放入到套管100的孔中进行测试，测试完成后将检波器400取出，再将套管100取出。

可选地，固定件500具有矩形通孔，矩形通孔套设于套管100。固定件500的矩形通孔与套管100的外形矩形相匹配。矩形通孔的大小与套管100的外径大小可以相同，固定件500与套管100之间的相互转动通过矩形的棱边进行限制。矩形通孔与套管100外径之间可以采用过渡配合的方式连接，过渡配合的紧固程度低于过盈配合，又高于间隙配合。

需要说明的是，固定件500与套管100之间在径向转动上的限制可以由其形状进行限定，在轴向上的位移可以通过设置插销700的方式进行限定。在取出端部120设置有安装孔，插销700设置于安装孔内。插销700深入安装孔内并延伸至固定件500的上方，旋转件200带动套管100运动的过程中，因固定件500与套管100之间采用过渡配合，紧固力并不够强，因此通过采用插销700的方式对固定件500进行限定，保证固定件500不会脱离以及能够顺利的将套管100从岩体300内取出。

可以理解的是，在本实施例中，也可以不设置插销700。可以通过在套管100上加工螺纹，将套管100与旋转件200直接通过螺纹连接；也可以将固定件500和套管100之间采用焊接等方式进行固定连接，固定件500与旋转件200之间螺纹连接，也能够实现通过转动旋转件200的方式将套管100从钻孔310内取出。

请参阅图4，图4为本实用新型的实施例提供的取出装置10的截面结构示意图。可选地，在本实施例中取出装置10还包括垫板600，垫板600套设于套管100，垫板600位于岩体300与旋转件200之间。垫板600设置在岩体300与旋转件200之间，旋转件200转动时与岩体300之间通过垫板600抵持，避免了旋转件200与岩体300的直接接触。在长久使用后，岩体300表面粗糙易对垫板600产生损伤，而垫板600相对于旋转件200的成本更低，从而能够进一步地节约测试所产生的成本。

在本实施例中，垫板600设置有方孔，方孔套设于套管100，方孔与套管100之间过渡配合。垫板600的外径大于等于旋转件200的外径。垫板600设置方孔，方孔与套管100的外形相匹配，采用过渡连接，既能方便垫板600的拆卸，又能限制垫板600的转动。同时，垫板600的外径大于等于旋转件200的外径，避免旋转件200与岩体300表面直接接触。

本实施例还提供一种超前地质预报设备，包括上述取出装置10。取出装置10包括套管100和旋转件200，套管100具有相对的嵌入部110和取出端部120，嵌入部110与取出端部120连接，旋转件200与取出端部120螺纹连接，嵌入部110用于伸入岩体300的钻孔310，在旋转件200相对取出端部120转动时，旋转件200能够与岩体300抵持，并在抵持力的作用下带动嵌入部110从钻孔310内取出。本实施例提供的超前地质预报设备，不仅制造方便、成本低，而且测试后套管100的取出方便，使得套管100可重复使用，极大地降低测试成本。

本实施例提供的取出装置10及超前地质预报设备的有益效果：

本实施例提供的取出装置10及超前地质预报设备，在使用套管100时，需要将套管100放入到岩体300事先钻好的钻孔310内，放入后采用锚固剂将套管100与钻孔310周围的岩体300紧固，进行测试。测试完毕后，转动旋转件200，旋转件200在转动的过程中会与岩体300抵持，在抵持力的作用下旋转件200与套管100之间相互移动，而旋转件200与岩体300之间的相对位置并未产生变化，从而通过旋转件200带动套管100从钻孔310内取出。取出后的套管100可以重复使用，极大的降低了套管100的消耗，降低测试成本。并且旋转件200与套管100之间的设置方式简单，制造方便、成本低，将套管100取出需要的力道小，便于将套管100取出。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

方便取出的套管装置及超前地质预报设备论文和设计

方便取出的套管装置及超前地质预报设备论文和设计-杨海波

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