[发明专利]一种三维相似材料模拟实验中覆岩裂隙钻孔观测系统

说明书

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，具体为一种三维相似材料模拟实验中覆岩裂隙钻孔观测系统。

背景技术

在煤矿水体下采煤时需要对覆岩裂隙宽度、深度和位置等情况进行明确，以合理的确定煤层开采的上限，划定安全开采范围，掌握采动覆岩裂隙发育规律对实现矿井安全开采、保护矿区生态环境等都有十分重要的意义。相似模拟实验是研究采动覆岩裂隙发育规律的一项重要实验手段，以往多采用二维平面相似模拟，通过对模型直接观察，即可直观的获取覆岩裂隙发育结果，但由于二维相似模拟实验相对实际开采情况做了很多简化，试验结果与实际情况往往相差很大，三维相似模拟实验可以克服二维相似模拟实验的很多缺点，试验结果更符合实际开采情况。但由于覆岩裂隙发生在模型内部，很难对其进行直观观测，基于以上技术问题，本使用新型提供了一种三维相似模拟实验覆岩裂隙钻孔观测系统，改系统包括钻孔掘进和钻孔观测两个装置，通过钻孔掘进装置对模型进行定位钻孔，之后才用钻孔观测装置，直观对模型内的覆岩裂隙进行观测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三维相似材料模拟实验中覆岩裂隙钻孔观测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三维相似材料模拟实验中覆岩裂隙钻孔观测系统，包括钻孔掘进装置、钻孔观测装置，所述钻孔掘进装置包括孔壁支撑桶，所述孔壁支撑桶的上表面固定连接有电动机支架，所述孔壁支撑桶的内部滑动连接有传动杆，所述传动杆的上端通过电动机支架转动连接有电动机，所述电动机的下表面固定连接在电动机支架的上表面，所述电动机的一端通过第一电线电性连接有电动机开关，所述电动机开关通过第一电线电性连接有电源，所述传动杆的下端固定连接有钻头刀片，所述孔壁支撑桶的内部滑动连接有钻屑收集管，所述钻屑收集管的上端通过电动机支架固定连接有吸风机，所述钻孔观测装置包括电动机支架，所述电动机支架的上表面固定连接有视频储存器，所述视频储存器的一侧外表面电性连接有集成控制按钮，所述视频储存器的上表面固定连接有液晶显示屏，所述视频储存器的外表面转动连接有绞盘，所述绞盘的外表面固定连接有摇柄，所述视频储存器的内部电性连接有第二电线，所述第二电线通过绞盘转动连接在接线盒的内部，所述接线盒的外表面电性连接有微型摄像头，所述接线盒的外表面电性连接有微型LED灯。

优选的，所述吸风机的内部安装有钻屑储存室。

优选的，所述钻屑收集管的端部呈碗状。

优选的，所述孔壁支承桶外部标有刻度。

优选的，所述钻头刀片有六个刀片，且刀片的长度为十五毫米。

优选的，所述钻头刀片的直径为三十毫米，且比孔壁支撑桶的外直径大四毫米。

优选的，所述钻头刀片的刀片与水平方向夹角为四十五度，且与电动机的转动方向相同。

优选的，所述第二电线缠绕在绞盘的外表面。

优选的，所述微型LED灯有两个，且安装于接线盒的上、下位置。

优选的，所述微型摄像头有个，且分别安装于接线盒的前、后、左、右四个位置。

优选的，所述接线盒为一长方体内空塑料盒子，且棱长为十五毫米。

优选的，所述液晶显示屏上表面安装有四个彩色液晶屏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该三维相似模拟实验中覆岩裂隙钻孔观测系统，共包括钻孔掘进装置及钻孔观测装置，采用钻孔掘进装置可以对模型中设定的位置进行定位掘进，之后再采用钻孔观测装置，对模型中的覆岩裂隙发育位置，裂隙宽度，裂隙数量，裂隙形态进行直观观测，使用本发明的装置和方法不仅可以解决模型中钻孔的掘进问题，还可以解决实验模型内部的裂隙观测难题。整个技术方案其装置简单，自动化程度高，劳动强度小，可以极大发挥三维相似模拟实验的作用。

附图说明

图1为本发明的一种三维相似材料模拟实验中覆岩裂隙钻孔观测系统钻孔掘进装置结构示意图；

图2为本发明的一种三维相似材料模拟实验中覆岩裂隙钻孔观测系统钻孔观测装置结构示意图；

图3为本发明的一种三维相似材料模拟实验中覆岩裂隙钻孔观测系统俯视图。

图中：1吸风机、2钻屑收集管、3电动机、4传动杆、5孔壁支撑桶、6钻头刀片、7电动机开关、8第一电线、9电源、10摇柄、11视频储存器、12绞盘、13第二电线、14微型LED灯、15微型摄像头、16接线盒、17集成控制按钮、18液晶显示屏、19电动机支架。

具体实施方式