[发明专利]一种分方位孔中不良地质体探测技术

说明书

本发明涉及岩土勘察技术领域，具体为一种分方位孔中不良地质体探测技术，包括井下震源、全向换能器、方位换能器阵列、井下方位测量仪、地面控制与处理采集系统；所述井下震源受地面控制与处理采集系统控制，可以激发振动；所述全向换能器可接收井周360度的振动响应。该分方位孔中不良地质体探测技术，通过井下震源在桩基内激发振动，并在桩基内设置由于若干独立换能器组成的方位换能器阵列，当震源激发后，可通过各个独立的换能器接收其对应方位的振动响应，当桩基周围如果某个方位存在溶洞、裂隙软弱夹层等不良地质体发育情况，在该方位上接收到的斯通利波将大幅衰减，从而可实现对桩基周侧岩溶、裂缝的精准探测。

技术领域

本发明涉及岩土勘察技术领域，具体为一种分方位孔中不良地质体探测技术。

背景技术

随着我国各类工程的大量建设，桩基广泛应用于高层建筑、铁路、地铁、公路、水利等领域，但我国南方地区岩溶发育，其地质情况有很多不确定性，岩溶的发育严重影响了岩体的强度和承载力，由此引发问题越来越多，造成了很多困扰工程安全的技术难题给建设在上面的建筑造成严重的安全威胁。因此，桩基检测是工程质量控制的环节。

现有技术中，对岩溶地区的勘察目前主要采用采取物探、钻探相结合，如钻探是在桩基侧壁对岩体进行水平钻进取样，但是由于钻进设备尺寸以及桩基尺寸限制，大尺寸钻进设备无法进入桩基内部，导致其勘察范围仅在桩基1m范围内，导致仅能探测井筒及井周1m范围内的岩溶、裂缝的发育特征，此外，钻进对岩体进行取样，由于取样岩体直径较小，只能对岩溶、裂缝进行大致推测，而不能对岩溶、裂缝发育的方位进行精准探测，且在探测时，单个钻孔只能实现对局部范围岩溶、裂缝进行检测，导致实际探测中需要沿井周各个方向均钻孔以验证和查明岩溶、裂缝的具体发育位置，给探测工作带来了大量的工作量和资源浪费，为此我们提出一种分方位孔中不良地质体探测技术以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种分方位孔中不良地质体探测技术，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种分方位孔中不良地质体探测技术，包括井下震源、全向换能器、方位换能器阵列、井下方位测量仪、地面控制与处理采集系统；

所述井下震源受地面控制与处理采集系统控制，可以激发振动；

所述全向换能器可接收井周360度的振动响应，并可将振动信号转换为电信号；

所述方位换能器阵列周向方向360度的空间内，按照一定方位排布多个微型换能器，共同构成方位换能器阵列；

所述井下方位测量仪测量仪器在钻孔内的方位和姿态信息，并将信息上传到地面控制与处理采集系统；

所述地面控制与处理采集系统可控制井下震源的激发，并可对全向换能器、方位换能器阵列、井下方位测量仪的信号进行采集。

优选的，所述井下震源受地面控制与处理采集系统控制，可以激发频率为100-5000Hz振动。

优选的，所述井下震源激发振动后，声波沿钻孔轴向传播，全向换能器接收井周360度的振动响应，将振动信号转换为电信号，并通过电缆传递给地面系统。

优选的，所述方位换能器阵列的排布方式可以是在周向方向平均3或4或6或8以及其他任意排列组合，以满足不同探测精度要求。

优选的，所述井下震源激发振动后，声波沿钻孔轴向传播，所述方位换能器阵列的各独立换能器接收其对应方位的振动响应，将振动信号转换为电信号，并通过电缆传递给地面系统。

一种分方位孔中不良地质体探测技术的数据处理方法，所述方位数据处理方法为：

数据预处理：通过测量井下仪器的方位信息校正分方位检波器的数据成果，将各测点分方位测量结果校正到地下实际方位和深度状态；