[发明专利]一种上倾式三向刚接触孔装传感器安装及回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及微震监测领域，尤其涉及一种上倾式三向刚接触孔装传感器安装及回收装置。适用于水库蓄水、核废料储存、温室气体地下储存、地热工程、露天边坡安全运营、石油天然气开采的断层定向、油气井采油稳定性、矿山开采诱发的岩爆、顶板坍塌、地压冲击等灾害的安全监测、评估与管理。

背景技术

微震（微地震）是一种小型的地震，是局部范围内岩石自身累积的能量达到一定程度，在外界的扰动下诱发岩石内部的裂纹开裂、破坏，累积的能量以弹性波形式释放而产生的微震动。微震监测技术是岩石工程灾害监测与防控的重要手段之一，是以声发射学和地震学为基础，通过观测分析生产活动中产生的微小地震事件来监测生产活动的影响范围及地下岩体状态的地球物理勘探技术。该技术的原理是利用传感器采集岩石裂纹萌生、扩展、滑移时内部积聚的能量以应力波的形式释放而产生的震动信号，记录微震波形变化的过程与规律，通过分析微震波信息获得岩体破坏的时间、位置、破坏的尺寸、能量大小及非线性变形的演化规律等数据，从而判断、评估监测范围内岩体的稳定性，预测预报灾害发生的时间和位置，为工程管理和灾害防治提供技术支持。

微震监测技术与分析方法是现代计算机技术、现代通讯技术、GPS 授时定位技术、地震学相关技术的交叉学科，经过半个世纪的发展，微地震监测技术在多种地下工程中的应用越来越广泛。加拿大、澳大利亚、美国、英国、南非以及波兰都已进行了微地震监测技术的研究，经过不断对系统改进和发展, 各个类型的微震监测系统也已经在国内多个领域如雨后春笋般地建立起来, 为岩爆、冲击矿压、滑坡等动力灾害的防治提供了新的治理手段和技术。目前，已经成为油气田勘探开发、矿产资源勘探与开采、水电站边坡建设、矿山露天开采以及其他重大岩石工程灾害监测与预报的重要手段。

传感器安装方法是影响微震监测的重要因素之一，它不仅影响微震信号的监测，而且对微震信号的识别及P波和S波拾取精度有着很大的影响。合理的传感器安装方法不仅能够更大范围地监测到更多有效微震信号，而且能快速准确的识别到微震信号及其P波和S波到时，对于定位算法快速准确的确定微震源位置和时间是非常重要的。

目前，工程应用中传感器安装方法有多种，大致可分为两类，一是不可回收安装方法，该方法无论单向传感器还是三向传感器，把传感器作为一次性耗材直接埋入到监测区域，不进行回收再利用。这种安装方法虽然监测效果较好，但随着工程的推进，不断安装新的传感器势必增加监测费用的，造成很大的浪费，而且这种安装方法传感器一旦出现问题，也无法进行检修与替换，进而影响监测效果；二是可回收安装方法，该类方法多是针对特定的工程情况而设计，比如碎裂岩体全方位深孔安装与回收、含水软弱岩土体深孔安装与回收、钻孔底部反向螺纹安装与回收、楔形体简易机械安装与回收等，这些安装与回收方法尚未涉及上倾式钻孔三向刚接触传感器安装与回收，对于上倾式钻孔现有安装与回收技术尚存在以下困难与不足：1）难以实现传感器三个方向与孔壁耦合良好，使微震监测在信号接收上受到很大的影响，造成宝贵数据的丢失，从而影响了灾害预测与预报的精度；2）由于重力、耦合剂、连接等各种原因，传感器在上倾式钻孔中容易脱落，传感器存在较大的损毁风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种上倾式三向刚接触孔装传感器安装及回收装置。本发明解决上倾式钻孔中，传感器受重力等因素与孔壁三个方向刚性接触耦合的安装与回收问题。

一种上倾式三向刚接触孔装传感器安装及回收装置，包括传感器，还包括对接壳体，对接壳体的底部与传感器可拆卸式连接，对接壳体的顶端设置有环氧树脂固定孔，环氧树脂固定孔内设置有环氧树脂胶体，还包括托盘，托盘上固定有杯子，杯子内设置混凝土或环氧树脂，托盘上设置有用于插入到环氧树脂胶体内的第二螺纹杆。

一种上倾式三向刚接触孔装传感器安装及回收装置，还包括挤压卡位件，挤压卡位件的顶部开设有钢球导槽，钢球导槽内嵌入有钢球，钢球能沿钢球导槽往复运动，钢球通过钢球连接件与托盘底部连接，所述的对接壳体为圆台形，对接壳体的外侧设置有对接壳体下齿牙，挤压卡位件与对接壳体相对的一侧的形状与对接壳体外侧的形状适配，挤压卡位件与对接壳体相对的一侧上设置有挤压卡位件上齿牙。

如上所述的挤压卡位件为多个，各个挤压卡位件的钢球导槽的延伸线与对接壳体的轴线相交，各个挤压卡位件能朝对接壳体的轴线滑动合拢为圆柱体。