[发明专利]一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置及方法

权利要求书

1.一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置，包括定位杆（1），其特征在于，定位杆（1）的前端的顶部设置有顶部定位槽（8），定位杆（1）的前端的两侧分别设置有水平定位槽（9），两个水平定位槽（9）位于水平平面，定位杆（1）的底部设置有包体线缆定位槽（16），定位杆（1）从前端到后端依次设置有第一组定位支撑（2）和第二组定位支撑（3），第一组定位支撑（2）和第二组定位支撑（3）均包括一个顶部定位支撑（19）和至少两个底部定位支撑（20），第一组定位支撑（2）的顶部定位支撑和第二组定位支撑（3）的顶部定位支撑均位于同一垂直平面，定位杆（1）的前端还设置有摄像头（6），定位杆（1）上还水平设置有三维电子罗盘（4），定位杆（1）的后端连接有若干个推送杆。

2.根据权利要求1所述的一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置，其特征在于，所述的第一组定位支撑（2）和第二组定位支撑（3）上的顶部定位支撑（19）和底部定位支撑（20）均防磁化不锈钢钢筋弯曲而成，弯曲部分均采用弧面过渡，第一组定位支撑（2）和第二组定位支撑（3）上的顶部定位支撑（19）和底部定位支撑（20）与定位杆（1）的连接面（21）均为与定位杆（1）外壁轮廓适配的圆弧面。

3.根据权利要求2所述的一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置，其特征在于，所述的第一组定位支撑（2）和第二组定位支撑（3）上的底部定位支撑（20）均为2个，底部定位支撑（20）且与同组的顶部定位支撑（19）呈120夹角。

4.根据权利要求1所述的一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置，其特征在于，所述的推送杆两端分别设置有推送杆公头（26）和推送杆母头（27），推送杆公头（26）设有推送杆定位卡槽（11）及可滑动螺帽（12），推送杆母头（27）内部设有与推送杆定位卡槽（11）适配的推送杆定位卡销（28），推送杆母头（27）的外部设有与可滑动螺帽（12）匹配的外螺纹。

5.根据权利要求4所述的一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置，其特征在于，所述的推送杆公头（26）为圆筒状，推送杆定位卡槽（11）沿推送杆公头（26）纵向方向设置在推送杆公头（26）的外壁，推送杆定位卡销（28）设置在推送杆母头（27）的内壁。

6.根据权利要求4所述的一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位装置，其特征在于，所述的定位杆（1）的后端设置有与推送杆母头（27）的外螺纹适配的内螺纹槽孔，与定位杆（1）的后端连接的推送杆的推送杆母头（27）设置在内螺纹槽孔内，定位杆-推送杆定位螺钉（10）依次穿过定位杆（1）和推送杆母头（27）进行定位。

7.一种深孔地应力测试中空心包体的推送与定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

孔口空间方位测量步骤：

将定位杆（1）放置于测试孔孔口，旋转定位杆（1）使三维电子罗盘（4）工作平面与穿过测试孔中心线的竖直面垂直，采用地质罗盘测量测试孔的空间方位，将三维电子罗盘（4）与地质罗盘的测量结果进行比较对照，当两者相差在允许误差范围内时，记录三维电子罗盘（4）测得的测试孔的空间方位；

空心包体推送步骤：

依次连接各个推送杆并不断向测试孔的大孔（15）中推送，推送过程中计量推送距离并通过摄像头（6）观测空心包体（13）的位置，直至空心包体（13）接近大孔底壁（18）；

空心包体进小孔步骤：

通过摄像头（6）观察包体导向杆（17）与位于大孔底壁（18）的小孔（14）的相对位置，若包体导向杆（17）与小孔（14）的中心偏差较大，则通过三维电子罗盘（4）记录此时包体的旋转方位θ₁，而后通过旋转推送杆使包体导向杆（17）与小孔（14）对中，待包体导向杆（17）与小孔（14）对中时，继续向前推送包体使包体顺利进入小孔（14），当包体到达小孔（14）中的目标位置，继续匀速、缓慢地推进以挤出包体的全部胶体，使包体与小孔（14）壁粘合在一起；

空心包体安装方位测量步骤：

待包体胶体被固化后，将三维电子罗盘（4）连接外部电脑，读取三维电子罗盘（4）的空间方位，并计算空心包体的空间方位，然后缓慢拉出定位杆（1），同时一人在测试孔口负责将包体电缆拉紧。