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专利名称：钻杆减震地应力测试方法及减震装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及地下工程岩体的地应力测试技术。
背景技术：
地应力是存在于地层中未受工程扰动的天然应力，它是采矿、水利水电、土木建筑、铁道、公路、军事和其他各种地下或露天岩石开挖工程变形破坏分析和支护设计的基本参数。目前地应力测试常用钻孔应力解除法，该方法必须向地层打钻孔，以下两个问题制约了该方法的应用和发展。第一，由于在钻孔过程中钻杆的剧烈震动往往导致套孔岩柱 (岩芯)破碎，包体松脱导致应变测试中断；第二，钻孔的偏斜往往导致测试的失效。

发明内容
为解决钻孔应力解除法经常出现的上述问题，本发明提出了一种利用钻杆减震技术实现地应力测试的顺利进行，该方法称为钻杆减震地应力测试方法。本发明同时提供一种实现上述方法的减震装置。一种钻杆减震地应力测试方法，其特征在于，钻孔时，在两节钻杆之间连接一个用于消除钻杆共振现象的减震装置，同时消除钻杆与钻孔围岩之间的摩擦，约束钻头的偏心摆动，保持钻头平直钻进，保证地应力测试顺利进行。为了实现上述方法，本发明的钻杆减震装置结构是，它包括一个钢质圆柱体结构件，要求圆柱体结构件的单位长度质量大于钻杆的单位长度质量，在钢质圆柱体结构件上安装有一对滑动轴承，两个滑动轴承外面连接有钢套筒，且钢套筒的外径与钻孔直径相匹配；钢质圆柱体结构件两端的端面加工有锥丝孔，通过锥丝孔连接上用于连接钻杆的锥丝连接件。使用时，根据钻杆型号选择对应的锥丝连接件，将钻杆减震装置连接在两节钻杆之间；钻孔时，由于钢质圆柱体消除了钻杆共振现象，避免了在钻进过程中共振现象的发生，钢套筒有效地约束钻头的偏心摆动，保持钻头平直钻进，同时避免了取芯管内的岩芯因剧烈震动而碎裂，保护了钻孔围岩和岩芯的完整性，保证地应力测试顺利进行。又由于，钢套筒约束着钻杆离开孔壁，使钻杆与钻孔围岩之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，提高了机器钻孔效率。


图I是本发明方法的示意图；图2是用于本发明方法的钻杆减震装置的主视剖面示意图。 图例说明，I-钢质圆柱体结构件，2-滑动轴承，3-钢套筒，4-锥丝孔，5-锥丝连接件，6-钻杆减震装置，7-钻杆。
具体实施例方式如图I所示，一种地应力测试钻孔时的钻杆减震技术方法，它是在钻孔时，在两节钻杆7之间连接一个钻杆减震装置6，钻杆减震装置6的结构如图2所示，它包括一个钢质圆柱体结构件1，圆柱体结构件I的单位长度质量大于钻杆7的单位长度质量，钢质圆柱体结构件I上安装有一对滑动轴承2，两个滑动轴承2外面连接有钢套筒3，且钢套筒3的外径与钻孔直径相匹配，从而消除共振现象，使钻杆7与钻孔围岩之间的滑动摩擦变为滚动 摩擦，从而约束钻头的偏心摆动，保持钻头平直钻进，保证地应力测试顺利进行；在钢质圆柱体结构件I两端的端面加工有锥丝孔4，通过锥丝孔4连接上用于连接钻杆7的锥丝连接件5。
权利要求
1.一种钻杆减震地应力测试方法，其特征在于，钻孔时，在两节钻杆之间连接一个用于消除钻杆共振现象的减震装置，同时消除钻杆与钻孔围岩之间的摩擦，约束钻头的偏心摆动，保持钻头平直钻进，保证地应力测试顺利进行。
2.一种用于权利要求I所述方法的钻杆减震装置，其特征在于，它包括一个钢质圆柱体结构件，要求圆柱体结构件的单位长度质量大于钻杆的单位长度质量，在钢质圆柱体结构件上安装有一对滑动轴承，两个滑动轴承外面连接有钢套筒，且钢套筒的外径与钻孔直径相匹配；钢质圆柱体结构件两端的端面加工有锥丝孔，通过锥丝孔连接上用于连接钻杆的锥丝连接件。
全文摘要
本发明公开了一种钻杆减震地应力测试方法及减震装置，主要是钻孔时，在两节钻杆之间连接一个用于消除钻杆共振现象的减震装置，同时消除钻杆与钻孔围岩之间的摩擦，约束钻头的偏心摆动，保持钻头平直钻进，保证地应力测试顺利进行。本发明的钻杆减震装置消除了钻杆共振现象，避免了在钻进过程中共振现象的发生，有效地约束钻头的偏心摆动，保持钻头平直钻进，同时避免了取芯管内的岩芯因剧烈震动而碎裂，保护了钻孔围岩和岩芯的完整性，保证地应力测试顺利进行。
文档编号G01L1/00GK102809448SQ20121018732
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者王渭明, 苏丽君, 王磊 申请人:山东科技大学