[发明专利]一种用于TBM的钻孔电阻率超前探测装置及其探测方法

权利要求书

1.一种用于TBM的钻孔电阻率超前探测装置，其特征在于：包括外套管、内传动杆、电极、旋转轴承和限位装置；所述旋转轴承的内圈套在所述内传动杆上；所述电极置于外套管内的电极收容部，电极头部朝向外套管侧壁的外侧，所述电极的后部与电极压缩引线的一端连接，所述电极压缩引线的另一端与所述旋转轴承的外圈连接，所述电极的后端设有弹簧；通过锁定或放开所述限位装置，来控制所述内传动杆在所述外套管内的轴向相对运动；

所述电极的头部为柔性导电材料；

在所述外套管内设有电解液盛放装置，所述电解液盛放装置的电解液出口部设有朝向所述电极的单向阀，所述电解液盛放装置的后部为活塞，所述活塞通过推杆与所述旋转轴承的外圈固定连接；在超前探测装置的同一截面处，设置若干所述电极及其配套的所述弹簧和所述电解液盛放装置；

所述超前探测装置在钻孔孔口处设有保护套管，所述保护套管包括朝向钻孔的突出部，和置于钻口外侧的凸缘，所述保护套管上设有深度感应接收端子，在所述外套管内的设定位置设有深度发射端子；

所述内传动杆的内径设有多芯排线，所述电极后端的电缆引线通过所述多芯排线与探测主机连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于TBM的钻孔电阻率超前探测装置，其特征在于：所述外套管内设有用以调整所述电极压缩引线两端方向的转向滑轮。

3.根据权利要求1所述的一种用于TBM的钻孔电阻率超前探测装置，其特征在于：所述超前探测装置由多节内外配合的所述外套管和所述内传动杆拼接而成，各节所述探测装置根据需要设置相应的所述电极、所述旋转轴承、所述弹簧和所述电解液盛放装置，在每节所述内传动杆的两端分别设有多芯排线正接口和多芯排线负接口；第一根进入钻孔的外套管前端安装有锥形密封帽。

4.根据权利要求3所述的一种用于TBM的钻孔电阻率超前探测装置，其特征在于：所述限位装置包括相互配合的外套管阻挡部和内传动杆凸出部，所述凸出部处于所述阻挡部的一侧，所述外套管阻止所述内传动杆的轴向相对运动；所述凸出部与所述阻挡部位置错开，所述内传动杆在所述外套管内沿轴向自由运动。

5.根据权利要求4所述的一种用于TBM的钻孔电阻率超前探测装置的探测方法，包括以下步骤：

步骤1：在超前钻孔孔口安装保护套管，建立深度感应接收端子与钻孔电阻率超前探测主机的联系；

步骤2：将初始状态的探测装置通过保护套管送入所述钻孔；

步骤3：续接下一节初始状态的所述探测装置，对接相邻两节内传动杆之间的多芯排线接口，并通过外箍紧螺帽和内箍紧螺帽将相邻的两外套管和所述内传动杆分别连接；

步骤4：重复续接步骤，在所述探测装置不断深入钻孔过程中，每节装置上的深度感应发射端子不断将信号传输给所述深度感应接收端子，进而使所述主机实时获取所述探测装置的深度数据，当所述探测装置深入预定深度并安装到位后，停止续接；

步骤5：保持所述外套管不动，旋转所述内传动杆，使凸出部与所述外套管的阻挡部错开，所述弹簧将电极推出所述外套管并与岩壁接触，所述内传动杆带动活塞移动，释放出电解液，使所述电极与所述岩壁耦合接触，进而实现所述电极的电流供电或信号采集。