[发明专利]岩石岩性名称和强度的快速确定方法及钻孔数据采集系统

权利要求书

1.一种岩石岩性名称和强度的快速确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，首先在现场通过采用岩芯式地质钻机钻孔取芯、对岩芯编号、记录下每块岩芯所处的地层深度，再到实验室描述同类岩芯的岩性名称、岩石厚度和测定岩石强度，从而得到该地层中各种岩石的岩性名称、强度、厚度和埋藏深度，将各种岩石的岩性名称、强度、厚度和埋藏深度制作成岩石特征对照表；

第二步，在第一步钻孔取芯的附近，采用无芯式钻机进行无芯钻孔，钻孔到岩石特征对照表的某个埋藏深度时，通过岩石特征对照表可确定该埋藏深度对应的岩石的性质，同时开始连续采集钻机的工作参数，工作参数包括：钻具轴压即推力P、钻头转速或冲击频率S和钻进速度V，采集到规定的钻进量为止；参数采集后制作成S-P-V三者关系二维双线坐标图,该坐标图是以推力P为横坐标、钻头转速或冲击频率S为左竖坐标、钻进速度V为右竖坐标制作成的二维双线坐标图；按此方法，得到该地层的各种岩石的工作参数“S-P-V三者关系二维双线坐标图比对图”；

上述的钻进速度V由规定的钻进量和采集到的钻进时间J计算而得到；

上述的无芯式钻机采用回转式钻机和冲击式钻机其中一种，采用回转式钻机时连续采集的S值为钻头转速值，采用冲击式钻机钻孔时连续采集的S值为钻头冲击频率值；

第三步，在本工程或同地域其他岩土工程中确定岩石岩性名称和强度时，按照上述的第二步方法进行无芯钻孔、连续采集钻机工作参数、制作成S-P-V三者关系二维双线坐标图，将该二维双线坐标图与第二步方法得到的“S-P-V三者关系二维双线坐标图比对图”进行一一比对，根据比对结果，即可确定该钻进段不同的深度上有什么岩性名称的岩石和对应的岩石强度。

2.一种用于权利要求1所述方法的钻孔数据采集系统，包括无芯式钻机，其特征在于，该系统还包括传感器、数据采集器和数据处理设备；上述传感器包括：安装在钻机钻套上的用于测定钻头转速或冲击频率S的传感器，用于采集在规定的钻进量内所用的钻进时间J的计时传感器，和安装在钻机的推进部位用于测定钻具推进轴压力P的压力传感器；所述的数据采集器，是用于采集记录钻头转速或冲击频率S、钻进时间J和钻具推进轴压力P的数据采集器，所述的数据处理设备至少有一台计算机；信号传输关系是：三类传感器同时将信号传输给数据采集器，数据采集器将所有数据传输给数据处理设备；数据处理设备将规定的钻进量L、钻进时间J计算处理成钻进速度V，再将推进轴压力P、钻头转速或冲击频率S和钻进速度V三个数据计算处理成S-P-V三者关系二维双线坐标图，并输出结果；

上述无芯式钻机为回转切削式钻机或冲击式钻机，当用回转切削式钻机时，用测定转速的传感器器；当用冲击式钻机时用测定冲击频率的传感器。

3.如权利要求2所述的钻孔数据采集系统，其特征在于，所述的计时传感器的构造是，在无芯式钻机的前进部位和固定部位之间安装一根与无芯式钻机轴向平行的定尺，定尺上设两个感应头，两个感应头的距离等于设定的钻进量L，在无芯式钻机上设有时间计数器，时间计数器分别由两个感应头控制计数开始和计数停止。