[实用新型]井筒冻结壁变形监测装置

说明书

技术领域

本发明属于一种光纤传感装置，具体的说是一种监测井筒冻结壁变形的分布式光纤传感装置。

背景技术

冻结法凿井是采用人工制冷技术暂时加固不稳定地层和隔绝地下水的施工方法，冻结法广泛应用于地质矿井的施工中，是解决淤泥、流沙等不稳定含水土层和岩石含水的可靠施工方法，其实质是利用人工制冷临时固结地层的方法，在该方法实施中，需要监测井筒的冻结壁的变形情况，防止冻结壁塌陷造成安全事故。现有的变形监测采用的是设置钢球垂线的办法，其实时性、准确性差，需人工查看，劳动强度高。随着光纤传感技术的发展，实时准确的变形监测成为了现实。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种井筒冻结壁变形监测装置，通过采用光纤传感装置，具有实时性、准确性和自动化监测。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种井筒冻结壁变形监测装置，其特征在于：包括埋入冻结壁监测孔23内用于监测的光纤传感装置和位于井筒外的监测装置，所述的光纤传感装置内包含的信号光纤6通过光缆1与监测装置5连接；

所述的光纤传感装置包括保护管20和位于保护管20内的圆管10，沿着圆管10 的纵向、在圆管10上分布有缝隙4，缝隙4的相对两面上分别布设有A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2相互交错对应，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在信号光纤6的两侧，信号光纤6通过位于圆管10空腔内的光缆1接位于井筒外的监测装置5。

所述的监测装置是光时域反射计或光源-光功率计。

所述的保护管20是PVC管。

所述的监测装置5又接有处理装置7，后者对监测装置5采集的数据进行分析处理并显示或打印出来。

在保护管20与监测孔23内壁间填充有沙土、水、泥浆或水泥砂浆。使保护管20与监测孔23内壁间没有空隙。

其优点是：本发明装置可以实时和自动监测冻结壁的变形，具有精度高、准确性好。相对传统传感装置，具有重量轻、分布式监测、寿命长、抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温等优点，可以远距离监测。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的结构示意图。

图2为图1中A-A’的剖面图。

图3为冻结井与监测装置关系示意图。

附图标记说明:

1—光缆；4—缝隙；4-1—A侧变形齿；

4-2—B侧变形齿；5—监测装置；6—信号光纤；

7—处理装置；20—保护管；21—井壁；

22—冻结壁；23—监测孔。

具体实施方式

实施例

如图1所示的一种井筒冻结壁变形监测装置，包括埋入冻结壁监测孔23内用于监测的光纤传感装置和位于井筒外的监测装置，所述的光纤传感装置内包含的信号光纤6通过光缆1与监测装置5连接；

所述的光纤传感装置包括保护管20和位于保护管20内的圆管10，沿着圆管10 的纵向、在圆管10上分布有缝隙4，缝隙4的相对两面上分别布设有A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2相互交错对应，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在信号光纤6的两侧，信号光纤6通过位于圆管10空腔内的光缆1接位于井筒外的监测装置5。优选的，所述的监测装置5又接有处理装置7，后者对监测装置5采集的数据进行分析处理并显示或打印出来。

当圆管10在冻结壁变形时也会变形，使圆管10变形，位于圆管10的外表面上的缝隙4中的A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2之间的距离也会改变，从而使夹持于两者变形齿间的信号光纤6的弯曲曲率变化，这又使信号光纤6的弯曲损耗变化，通过监测装置5可得到信号光纤6弯曲损耗变化的大小，监测装置5将数据传递给处理装置7，处理装置7推算出圆管10所变形的大小并显示或打印出来。从而达到监测冻结壁变形的目的。

优选的，所述的监测装置是光时域反射计或光源-光功率计。

优选的，所述的保护管20是PVC管。

优选的，在保护管20与监测孔23内壁间填充有沙土、水、泥浆或水泥砂浆。使保护管20与监测孔23内壁间没有空隙。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。