CN109185674B - 井下地震仪器的井锁装置 - Google Patents

Abstract

井下地震仪器的井锁装置，包括竖管，竖管内壁的上部固定安装横向的环形板，环形板的底侧均匀固定连接数个圆周分布的第一电动伸缩杆的上端，第一电动伸缩杆的下端固定连接同一个圆环的顶侧，圆环的底侧轴承连接第一斜齿轮，第一斜齿轮底侧的中间开设方形通孔，方形通孔内活动安装方杆，方杆能够沿方形通孔上下滑动。本发明结构巧妙，利用三角支撑的稳定性固定竖管，更加牢固，不易出现侧滑的现象，同时支撑臂打开时横向向外伸长，支撑臂打开方向与井壁垂直，有效避免了支撑臂在打开过程中沿井壁上下滑动的现象，支撑臂合拢时横向向内缩短，当支撑臂的外端插入井壁后能够拔出，增加固定解除时的便利性，能够满足市场需求，适合推广。

Description

井下地震仪器的井锁装置

技术领域

本发明属于地震监测辅助设备领域，具体地说是一种井下地震仪器的井锁装置。

背景技术

井下地震仪是指将地震计或将地震计和数据采集器安装在地下钻井中进行地震观测的专用地震仪，地震仪需要直接与观测井的基岩刚性连接在一起，为了方便地震监测仪器刚性连接并固定在观测井的基岩上，人们设计了井下地震仪器的井锁装置；中国专利局2017.01.25公告授权的CN 104237947 B《井下地震仪器的井锁装置》：“井下地震仪器的井锁装置，包括筒状主体，其特征在于：所述筒状主体的上部嵌套有一支撑板，筒状主体内的支撑板上侧固定有一正反转电机，支撑板下侧的筒状主体轴向内设有与正反转电机输出轴联接的丝杆，筒状主体下侧内部设有定位固定丝杆下端的定位板；所述丝杆的外围套设有一底部安装于定位板上的弹簧，弹簧的顶端套扣有一穿过丝杆的弹簧套，弹簧套下端连接固定有一设置于弹簧内侧且与丝杆螺旋配合的丝杆螺母；所述弹簧套上滑动连接有一侧向锚臂，侧向锚臂顶端铰接固定于筒状主体一侧，筒状主体另一侧轴向上设有便于侧向锚臂的尾部自由端伸出筒状主体外壁定位固定于井壁上的摆臂孔；所述正反转电机正转驱动丝杆带动丝杠螺母向上运动，丝杠螺母连接的弹簧套带动侧向锚臂伸出筒状主体的摆臂孔并通过弹簧锁紧固定于井壁上；所述正反转电机反转驱动丝杆带动丝杠螺母向下运动，克服弹簧的弹力，丝杠螺母连接的弹簧套带动侧向锚臂收纳于筒状主体内，井壁上测量后的地震仪器从井内取出”。该专利通过侧向锚臂的转动使侧向锚臂的尾部与井壁接触配合并通过弹簧锁紧固定，在侧向锚臂的外端向外转动打开的过程中，侧向锚臂的外端与井壁接触配合，侧向锚臂的外端沿井壁向上摩擦滑动，井壁对侧向锚臂的外端有一个向下的作用力，则侧向锚臂具有带动筒状主体向下移动的趋势，导致筒状主体上部的连接件被拉伸，筒状主体下部的连接件被压缩，容易使监测装置错位，导致监测结果误差过大；同时在侧向锚臂的外端沿井壁向上摩擦滑动过程中，井壁对侧向锚臂的外端施加一个沿侧向锚臂的反作用力，使筒状主体具有背离侧向锚臂外端运动的趋势，使其下部固定的监测装置发送倾斜，影响监测装置监测结果的精度；并且侧向锚臂的外端长时间与井壁挤压接触配合后，侧向锚臂的外端容易陷入井壁内，无法依靠侧向锚臂的自重收回筒状主体内，依靠弹簧套向下拉动侧向锚臂，容易使侧向锚臂变形，同时破坏井壁，无法满足实际需求，故我们发明了一种井下地震仪器的井锁装置。

发明内容

本发明提供一种井下地震仪器的井锁装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

井下地震仪器的井锁装置，包括竖管，竖管内壁的上部固定安装横向的环形板，环形板的底侧均匀固定连接数个圆周分布的第一电动伸缩杆的上端，第一电动伸缩杆的下端固定连接同一个圆环的顶侧，圆环的底侧轴承连接第一斜齿轮，第一斜齿轮底侧的中间开设方形通孔，方形通孔内活动安装方杆，方杆能够沿方形通孔上下滑动，环形板顶侧的中间固定安装第一电机，第一电机转轴的下端穿过环形板与方杆的上端固定连接，第一电机的转轴分别与方形通孔、方杆、第一斜齿轮中心线共线；竖管内壁的下部固定安装支撑板，支撑板的顶侧均匀固定连接数个圆周分布的第二电动伸缩杆的下端，第二电动伸缩杆的上端固定连接同一个套装在方杆外周的套筒的底侧，竖管的外周均匀开设三个第一条形透槽，第一条形透槽内分别设有转动板，转动板的一侧分别开设第二条形透槽，第二条形透槽内分别活动安装转动轴，转动轴的两端分别与对应的第一条形透槽竖向的内壁固定连接，转动轴能够分别沿对应的第二条形透槽滑动，转动板的内端分别与套筒的外周铰链连接；转动板顶侧的内侧分别固定连接固定板的底侧，固定板的外侧分别轴承连接丝杆的内端，丝杆外周的外侧分别螺纹安装内螺纹管，内螺纹管的外端封闭，丝杆外周的内侧分别固定安装第二斜齿轮，第二斜齿轮能够分别与第一斜齿轮啮合配合，转动板的顶侧分别开设内外走向的条形滑槽，条形滑槽内分别活动安装滑块，滑块能够分别沿对应的条形滑槽滑动，滑块的顶侧分别与对应的内螺纹管的底侧固定连接。

如上所述的井下地震仪器的井锁装置，所述的内螺纹管的外端分别固定安装第二电机，第二电机转轴的外端分别固定安装开孔钻头。

如上所述的井下地震仪器的井锁装置，所述的第二斜齿轮分别与对应的丝杆通过电磁离合器固定连接，电磁离合器的输入轴分别与对应的第二斜齿轮固定连接，电磁离合器的输出轴分别与对应的丝杆的内端固定连接，电磁离合器的底侧分别与对应的转动板的顶侧固定连接，第二斜齿轮分别与对应的固定板轴承连接。

如上所述的井下地震仪器的井锁装置，所述的竖管外周的上部与下部分别设有外螺纹，竖管的外周套装套管，套管能够沿竖管的外周上下移动，套管的内壁设有内螺纹，套管的内螺纹能够分别与竖管的外螺纹啮合配合。

如上所述的井下地震仪器的井锁装置，所述的方杆的下端与支撑板的底侧轴承连接。

如上所述的井下地震仪器的井锁装置，所述的第一电机为交流伺服电机。

本发明的优点是：本发明结构巧妙，利用三角支撑的稳定性固定竖管，更加牢固，不易出现侧滑的现象，同时支撑臂打开时横向向外伸长，支撑臂打开方向与井壁垂直，有效避免了支撑臂在打开过程中沿井壁上下滑动的现象，支撑臂合拢时横向向内缩短，当支撑臂的外端插入井壁后能够拔出，增加固定解除时的便利性，能够满足市场需求，适合推广。本发明工作时，第二电动伸缩杆能够带动套筒上下移动，套筒带动转动板的内端上下移动，转动轴分别沿对应的第二条形透槽滑动，转动板的外端上下转动，当转动板的外端位于最低位置时，转动板分别位于对应的第一条形透槽内，此时第二电动伸缩杆处于最长状态，支撑装置被合拢，当转动板的外端位于最高位置时，转动板的外端分别伸出对应的第一条形透槽，转动板的顶面分别与水平面平行，此时第二电动伸缩杆处于最短状态，支撑装置被打开；支撑装置合拢时将本装置放入深井适当深度后，再将支撑装置打开，然后控制第一电动伸缩杆伸至最长，此时第二斜齿轮风能与第一斜齿轮啮合配合，然后控制第一电机正向转动，第一电机的转轴带动方杆、第一斜齿轮转动，第二斜齿轮分别带动对应的丝杆转动，内螺纹管分别向外移动，滑块分别沿对应的条形滑槽向外滑动，内螺纹管的外端逐渐与井壁接触配合，内螺纹管的外端分别与井壁接触配合，形成三角支撑的结构，固定的更加稳定，将竖管固定在井的中间，避免竖管与井壁接触被挤压，防止竖管变形；反向控制第一电机转动，使内螺纹管的外端分别与井壁分离，在内螺纹管与井壁接触配合固定与分离的过程中，内螺纹管的动方向均与井壁的方向垂直，有效避免了支撑装置打开或合拢时带动竖管上下移动的情况发生，同时在内螺纹管的外端与井壁分离时，内螺纹管的外端沿垂直井壁的方向缩短，能够将内螺纹管外端插入井壁的部位拔出，且能够根据内螺纹管外端对井壁的压痕，使内螺纹管的外端二次插入对应的压痕内，再次将竖管固定在该深井的相同位置，有利于监测装置固定高度的多次监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ局部放大图；图3是图1的Ⅱ局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

井下地震仪器的井锁装置，如图所示，包括竖管1，竖管1内壁的上部固定安装横向的环形板2，环形板2的底侧均匀固定连接数个圆周分布的第一电动伸缩杆3的上端，第一电动伸缩杆3的下端固定连接同一个圆环4的顶侧，圆环4的底侧轴承连接第一斜齿轮5，第一斜齿轮5底侧的中间开设方形通孔6，方形通孔6内活动安装方杆7，方杆7能够沿方形通孔6上下滑动，环形板2顶侧的中间固定安装第一电机8，第一电机8转轴的下端穿过环形板2与方杆7的上端固定连接，第一电机8的转轴分别与方形通孔6、方杆7、第一斜齿轮5中心线共线；竖管1内壁的下部固定安装支撑板9，支撑板9的顶侧均匀固定连接数个圆周分布的第二电动伸缩杆10的下端，第二电动伸缩杆10的上端固定连接同一个套装在方杆7外周的套筒11的底侧，竖管1的外周均匀开设三个第一条形透槽12，第一条形透槽12内分别设有转动板13，转动板13的一侧分别开设第二条形透槽14，第二条形透槽14内分别活动安装转动轴15，转动轴15的两端分别与对应的第一条形透槽12竖向的内壁固定连接，转动轴15能够分别沿对应的第二条形透槽14滑动，转动板13的内端分别与套筒11的外周铰链连接；转动板13顶侧的内侧分别固定连接固定板16的底侧，固定板16的外侧分别轴承连接丝杆17的内端，丝杆17外周的外侧分别螺纹安装内螺纹管18，内螺纹管18的外端封闭，丝杆17外周的内侧分别固定安装第二斜齿轮19，第二斜齿轮19能够分别与第一斜齿轮5啮合配合，转动板13的顶侧分别开设内外走向的条形滑槽20，条形滑槽20内分别活动安装滑块21，滑块21能够分别沿对应的条形滑槽20滑动，滑块21的顶侧分别与对应的内螺纹管18的底侧固定连接。本发明结构巧妙，利用三角支撑的稳定性固定竖管，更加牢固，不易出现侧滑的现象，同时支撑臂打开时横向向外伸长，支撑臂打开方向与井壁垂直，有效避免了支撑臂在打开过程中沿井壁上下滑动的现象，支撑臂合拢时横向向内缩短，当支撑臂的外端插入井壁后能够拔出，增加固定解除时的便利性，能够满足市场需求，适合推广。本发明工作时，第二电动伸缩杆10能够带动套筒11上下移动，套筒11带动转动板13的内端上下移动，转动轴15分别沿对应的第二条形透槽14滑动，转动板13的外端上下转动，当转动板13的外端位于最低位置时，转动板13分别位于对应的第一条形透槽12内，此时第二电动伸缩杆10处于最长状态，支撑装置被合拢，当转动板13的外端位于最高位置时，转动板13的外端分别伸出对应的第一条形透槽12，转动板13的顶面分别与水平面平行，此时第二电动伸缩杆10处于最短状态，支撑装置被打开；支撑装置合拢时将本装置放入深井适当深度后，再将支撑装置打开，然后控制第一电动伸缩杆3伸至最长，此时第二斜齿轮19风能与第一斜齿轮5啮合配合，然后控制第一电机8正向转动，第一电机8的转轴带动方杆7、第一斜齿轮5转动，第二斜齿轮19分别带动对应的丝杆17转动，内螺纹管18分别向外移动，滑块21分别沿对应的条形滑槽20向外滑动，内螺纹管18的外端逐渐与井壁接触配合，内螺纹管18的外端分别与井壁接触配合，形成三角支撑的结构，固定的更加稳定，将竖管1固定在井的中间，避免竖管1与井壁接触被挤压，防止竖管1变形；反向控制第一电机8转动，使内螺纹管18的外端分别与井壁分离，在内螺纹管18与井壁接触配合固定与分离的过程中，内螺纹管18的动方向均与井壁的方向垂直，有效避免了支撑装置打开或合拢时带动竖管1上下移动的情况发生，同时在内螺纹管18的外端与井壁分离时，内螺纹管18的外端沿垂直井壁的方向缩短，能够将内螺纹管18外端插入井壁的部位拔出，且能够根据内螺纹管18外端对井壁的压痕，使内螺纹管18的外端二次插入对应的压痕内，再次将竖管1固定在该深井的相同位置，有利于监测装置固定高度的多次监测。

具体而言，井壁比较光滑或疏松实时，固定后的容易出现滑动或倾斜的现象，本实施例所述的内螺纹管18的外端分别固定安装第二电机22，第二电机22转轴的外端分别固定安装开孔钻头23。内螺纹管18向外移动的同时正向启动第二电机22，第二电机22能够分别带动对应的开孔钻头23转动，使开孔钻头23分别钻入井壁内，进而使外螺纹管18的外端分别与井壁相对固定，增加本装置固定后的稳定性，避免出现打滑或倾斜的现象；内螺纹管18向内移动的同时反向启动第二电机22，开孔钻头23分别从井壁内拔出，固定解除，外螺纹管18的外端与井壁之间固定与固定解除更加快捷，且可靠性更高。

具体的，如图所示，本实施例所述的第二斜齿轮19分别与对应的丝杆17通过电磁离合器24固定连接，电磁离合器24的输入轴分别与对应的第二斜齿轮19固定连接，电磁离合器24的输出轴分别与对应的丝杆17的内端固定连接，电磁离合器24的底侧分别与对应的转动板13的顶侧固定连接，第二斜齿轮19分别与对应的固定板16轴承连接。通过电磁离合器24能够分别控制丝杆17转动的转态，当电磁离合器24高电位时，第二斜齿轮19能够带动对应的丝杆17转动，当电磁离合器24低电位时，第二斜齿轮19无法带动对应的丝杆17转动，进而能够分别控制内螺纹管18伸缩的程度，使本装置适应不规则的井壁。

进一步的，如图所示，本实施例所述的竖管1外周的上部与下部分别设有外螺纹，竖管1的外周套装套管25，套管25能够沿竖管1的外周上下移动，套管25的内壁设有内螺纹，套管25的内螺纹能够分别与竖管1的外螺纹啮合配合。使用本装置时，使套管25的内螺纹与竖管1上部的外螺纹螺纹配合，套管25不对第一条形透槽12形成遮挡，本装置使用完毕后，套管25的内螺纹与竖管1下部的外螺纹螺纹配合，套管25将第一条形透槽12完全遮挡住，能够避免本装置闲置时空气中的灰尘进入并污染竖管1的内部。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的方杆7的下端与支撑板9的底侧轴承连接。增加方杆7转动时的稳定性。

更进一步的，如图所示，本实施例所述的第一电机8为交流伺服电机。转动扭矩大，无自转现象，便于正反转向控制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.井下地震仪器的井锁装置，其特征在于：包括竖管（1），竖管（1）内壁的上部固定安装横向的环形板（2），环形板（2）的底侧均匀固定连接数个圆周分布的第一电动伸缩杆（3）的上端，第一电动伸缩杆（3）的下端固定连接同一个圆环（4）的顶侧，圆环（4）的底侧轴承连接第一斜齿轮（5），第一斜齿轮（5）底侧的中间开设方形通孔（6），方形通孔（6）内活动安装方杆（7），方杆（7）能够沿方形通孔（6）上下滑动，环形板（2）顶侧的中间固定安装第一电机（8），第一电机（8）转轴的下端穿过环形板（2）与方杆（7）的上端固定连接，第一电机（8）的转轴分别与方形通孔（6）、方杆（7）、第一斜齿轮（5）中心线共线；竖管（1）内壁的下部固定安装支撑板（9），支撑板（9）的顶侧均匀固定连接数个圆周分布的第二电动伸缩杆（10）的下端，第二电动伸缩杆（10）的上端固定连接同一个套装在方杆（7）外周的套筒（11）的底侧，竖管（1）的外周均匀开设三个第一条形透槽（12），第一条形透槽（12）内分别设有转动板（13），转动板（13）的一侧分别开设第二条形透槽（14），第二条形透槽（14）内分别活动安装转动轴（15），转动轴（15）的两端分别与对应的第一条形透槽（12）竖向的内壁固定连接，转动轴（15）能够分别沿对应的第二条形透槽（14）滑动，转动板（13）的内端分别与套筒（11）的外周铰链连接；转动板（13）顶侧的内侧分别固定连接固定板（16）的底侧，固定板（16）的外侧分别轴承连接丝杆（17）的内端，丝杆（17）外周的外侧分别螺纹安装内螺纹管（18），内螺纹管（18）的外端封闭，丝杆（17）外周的内侧分别固定安装第二斜齿轮（19），第二斜齿轮（19）能够分别与第一斜齿轮（5）啮合配合，转动板（13）的顶侧分别开设内外走向的条形滑槽（20），条形滑槽（20）内分别活动安装滑块（21），滑块（21）能够分别沿对应的条形滑槽（20）滑动，滑块（21）的顶侧分别与对应的内螺纹管（18）的底侧固定连接；所述的内螺纹管（18）的外端分别固定安装第二电机（22），第二电机（22）转轴的外端分别固定安装开孔钻头（23）。

2.根据权利要求1所述的井下地震仪器的井锁装置，其特征在于：所述的第二斜齿轮（19）分别与对应的丝杆（17）通过电磁离合器（24）固定连接，电磁离合器（24）的输入轴分别与对应的第二斜齿轮（19）固定连接，电磁离合器（24）的输出轴分别与对应的丝杆（17）的内端固定连接，电磁离合器（24）的底侧分别与对应的转动板（13）的顶侧固定连接，第二斜齿轮（19）分别与对应的固定板（16）轴承连接。

3.根据权利要求1所述的井下地震仪器的井锁装置，其特征在于：所述的竖管（1）外周的上部与下部分别设有外螺纹，竖管（1）的外周套装套管（25），套管（25）能够沿竖管（1）的外周上下移动，套管（25）的内壁设有内螺纹，套管（25）的内螺纹能够分别与竖管（1）的外螺纹啮合配合。

4.根据权利要求1所述的井下地震仪器的井锁装置，其特征在于：所述的方杆（7）的下端与支撑板（9）的底侧轴承连接。

5.根据权利要求1所述的井下地震仪器的井锁装置，其特征在于：所述的第一电机（8）为交流伺服电机。

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