CN109505586B - 一种井下探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及井下探测领域，具体涉及一种井下探测装置，包括：导向机构(1)，沿钻孔延伸方向设置，具有在探测使用时延伸至所述钻孔中的展开状态和在存放运输时的收藏状态；探测机构(2)，受牵引地滑动设置在所述导向机构(1)上，受所述导向机构(1)限制仅具有沿所述钻孔轴向滑动的自由度，用于探测所述钻孔的预定位置的信息。本发明提供了一种适用深度较深的钻孔探测，且探测准确度高，便于存放运输的井下探测装置。

Description

一种井下探测装置

技术领域

本发明涉及井下探测领域，具体涉及一种井下探测装置。

背景技术

现有石材矿山探明后，依据钻探岩心来判断矿体石材的储量、分布，以及矿体中裂隙的走向分布。由于从钻孔中取出的岩心到达地面后产生沿纵向轴转动的可能性非常大，而且由于矿体中存在一些较大的孔洞裂隙等因素，因此各种裂隙的深度数据也不一定准确，仅仅能得到大致的矿体资料。依据这样的资料，对于破碎程度不大的矿体来说，问题不大。但是对于破碎程度严重的矿体，则会使得数据产生很大的偏差，依据这样的数据进行石材的开采，产生的成品石材率会非常低。成材率低意味着产生的无用碎石料就会多，为利用这些碎石料的进一步加工必然产生相应量的粉尘，通常粉尘没有进一步的利用价值，其一方面随着扬尘飞散了，另一方面，则会被雨水等冲入自然水体中，造成水体污染，为此在开采矿石的过程中需要准确了解矿体中裂隙的真实走向分布。

中国专利文献CN205260027U公开了一种用于探测岩体各向裂隙发展的结构装置，包括：高清冷光摄像头、数据传输线、处理器、显示器、探测杆、电磁波发射器以及电磁波接收器，高清冷光摄像头以及电磁波发射器均安装在窥视杆上，其所采集的数据通过数据传输线将钻孔内部及钻孔内裂隙发展状况传输至处理器上，并可以在显示器上看到实时探测画面，供现场相关技术人员参考。在该方案中由于电磁波接收器和高清冷光摄像头同时安装在窥视杆上，不仅需要占用一定的空间，还需要窥视杆具有一定的强度，而且窥视杆的长度是有限的，过长的窥视杆携带也将是困难的。伸缩杆由于结构复杂、强度要求等其长度也将是有限的。通过钻杆连接的方式则存在连接杆件时出现探测中断的现象，会导致探测数据的准确性下降。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的井下探测装置运输不便，探测深度有限及探测准确度较低的缺陷，从而提供一种适用深度较深的钻孔探测，且探测准确度高，便于存放运输的井下探测装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种井下探测装置，包括：

导向机构，沿钻孔延伸方向设置，具有在探测使用时延伸至所述钻孔中的展开状态和在存放运输时的收藏状态；

探测机构，受牵引地滑动设置在所述导向机构上，受所述导向机构限制仅具有沿所述钻孔轴向滑动的自由度，用于探测所述钻孔的预定位置的信息。

所述的井下探测装置，所述导向机构包括适于沿钻孔延伸方向布设的至少两根作为滑轨的导向丝，所述导向丝设有旋转限制装置。

所述的井下探测装置，所述旋转限制装置为固定在所述导向丝底端的配重件。

所述的井下探测装置，所述配重件共同连接于各个所述导向丝，以保持各所述导向丝的间隔。

所述的井下探测装置，所述配重件在使用时接近所述钻孔的底部。

所述的井下探测装置，还包括设于所述钻孔外部，用于收放所述导向丝的第一收放组件。

所述的井下探测装置，所述第一收放组件为第一滚轮，所述导向丝的上端缠绕固定在所述第一滚轮上。

所述的井下探测装置，所述探测机构包括滑动连接各所述导向丝上的壳体和设于所述壳体中绕钻孔周向等圆周角设置的多个探测头。

所述的井下探测装置，所述壳体上开设有与所述探测头的数量、位置一致的多个开孔，所述探测头为安装在所述开孔中的摄像头。

所述的井下探测装置，多个所述探测头在所述壳体中沿所述钻孔的深度方向呈至少两层分布，且每层所述探测头等圆周角设置，相邻两层的所述探测头交错分布，以获取所述预定位置的全景信息。

所述的井下探测装置，所述壳体通过一限位机构连接所述导向丝。

所述的井下探测装置，所述限位机构包括成型在所述壳体上对应所述导向丝数量和位置并适于所述导向丝穿设的通孔。

所述的井下探测装置，还包括与所述探测机构连接的信号线，所述信号线与设于所述钻孔外的处理装置信号连接。

所述的井下探测装置，所述信号线缠绕收纳在设于所述钻孔外部的第二收放组件上。

所述的井下探测装置，所述第二收放组件为第二滚轮，所述信号线的上端缠绕固定在所述第二滚轮上，并与无线发射装置相连；通过所述无线发射装置与处理装置信号连接。

所述的井下探测装置，所述信号线牵引所述探测机构。

所述的井下探测装置，还包括设于所述钻孔外部的支撑机构，所述导向丝和所述信号线均设置在所述支撑机构上。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的井下探测装置，探测机构通过导向机构输送至钻孔中的预定位置，实时检测该预定位置的信息。由于导向机构具有在探测使用时延伸至钻孔中的展开状态和在存放运输时的收藏状态，因此该探测装置可以适用深度较深的钻孔探测，且探测准确度高；而在不使用时，导向机构可以收藏，减少了占用空间，便于存放运输。同时探测机构受导向机构的限制仅可以沿钻孔的轴向滑动，而不会转动，进一步保证了探测方位信息的准确性，提高了探测的准确度。

2.本发明提供的井下探测装置，由于导向丝上旋转限制装置的设置，可以有效减少探测机构在工作过程中由于上下移动而引起的导向丝旋转，进而导致方位信息不准确的问题。

3.本发明提供的井下探测装置，通过配重件作为旋转限制装置，在抑制导向丝摆动的同时，还使得探测机构可以沿向下拉紧的导向丝顺利滑动。而同一配重件共同连接各个导向丝，从而将各个导向丝撑开一定的距离，使得探测机构可以沿导向丝更顺利滑动。

4.本发明提供的井下探测装置，配重件在使用时接近钻孔的底部，利用配重件自身的重力进一步限制了导向丝的旋转，探测机构沿导向丝的上下位移也不会产生水平的转动，进一步保证了探测方位的准确性。

5.本发明提供的井下探测装置，导向丝在非工作状态时，可以缠绕收纳在第一收放组件上，减少占用空间，便于存放运输，且第一收放组件和配重件分别固定在导向丝的两端，进一步提高了稳定性。

6.本发明提供的井下探测装置，多个探测头在壳体内部成层且交错分布，每层探测头等圆周角设置，这样在钻孔内径较小时，也能在允许的误差范围内将预定位置的信息全部发送至外部设备，从而实现了对该位置信息的全方位探测，保证了信息的完整性。

7.本发明提供的井下探测装置，采用摄像头作为探测头，在采集视频数据的同时，还可以通过视频显示装置对采集的数据进行验证或对照，以对所采集的数据有一个更直观的了解。

8.本发明提供的井下探测装置，信号线通过无线发射装置与处理装置信号连接，这样不用顾及信号线的收放滚轮的缠绕影响，而将处理装置脱离信号线的收放滚轮设置。

附图说明

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

图1为本发明提供的井下探测装置的示意图。

附图标记说明：

1-导向机构；2-探测机构；3-配重件；4-第一支架；5-信号线；6-第二收放组件；7-第二支架；8-支撑机构；9-第三支架；11-导向丝；12-第一收放组件；21-壳体；22-探测头；211-安装部；212-连接部；213-开孔；214-限位机构；2141-通孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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做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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示的井下探测装置的一种具体实施方式，包括沿钻孔延伸方向设置的导向机构1和受牵引地滑动设置在所述导向机构1上的探测机构2。钻孔一般垂直地面向下延伸，所述导向机构1包括适于沿钻孔延伸方向布设的两根作为滑轨的导向丝11，本实施例中的导向丝11为钢丝，所述导向丝11设有作为旋转限制装置而固定在所述导向丝11底端的配重件3，例如一个配重块。该配重块共同连接于两根导向丝11，即两根导向丝11的下部分别固定在配重块相对的两侧，以保持各所述导向丝11的间隔，便于探测机构2的装配和沿导向丝11的滑动，同时配重块在使用时接近所述钻孔的底部。由于配重块对两根钢丝的拉紧作用，即使探测机构2沿两根钢丝上下移动，也不会使得钢丝发生摆动或偏转，保证了探测方位的准确性；并可以根据探测机构2的移动速度确定准确的深度，即探测机构2的到达位置。

在所述钻孔外部设有用于收放所述导向丝11的第一收放组件12，所述第一收放组件12为第一滚轮，第一滚轮通过第一支架4固定在距离钻孔较近的位置，所述导向丝11的上端缠绕固定在所述第一滚轮上。通过第一滚轮的滚动向钻孔内输送导向丝11或者将置于钻孔中的导向丝11缠绕收纳。

所述探测机构2包括滑动连接两根所述导向丝11的壳体21和设于所述壳体21中绕钻孔周向等圆周角设置的多个作为探测头22的摄像头。壳体21包括设置在下的安装部211和设置在上的连接部212，多个摄像头安装在安装部211中，所述壳体21上开设有与所述摄像头的数量、位置一致的多个开孔213，所述摄像头安装在所述开孔213中。所述壳体21的连接部212的两侧，对应两根所述导向丝11的位置，成型与导向丝11相配的作为限位机构214的两个通孔2141，所述导向丝11穿设在所述通孔2141中，实现沿导向丝11的定向滑动。

由于钻孔内部的空间很小，所述壳体21的直径受到相应的限制，这样在同一周向位置安装的摄像头的数量有限，并不能完全覆盖该位置的所有角度，因此在安装部211上沿钻孔的深度方向设置三层开孔213，每层安装四个等圆周角设置的摄像头，且相邻两层的所述摄像头交错分布，且所有所述摄像头在周向上等间隔分布，以获取所述预定位置的全景信息。

所述探测机构2还连接有外置的信号线5，每一所述摄像头连接一根信号线5，以将拍摄的图像信息通过信号线5向外传递。在钻孔外部还设有作为第二收放组件6的第二滚轮，所述信号线5的上端缠绕固定在所述第二滚轮上，下端牵引固定所述探测机构2的所述壳体21。所述第二滚轮通过第二支架7固定在距离钻孔的较近位置，通过第二滚轮的转动向钻孔内输送或收起信号线5而带动所述探测机构2上升或下降。一个无线发射装置设置在所述第二滚轮上并与所述信号线5连接，所述信号线5通过无线发射装置与设于所述钻孔外的处理装置信号连接。无线发射装置将信号线5传输的图像信息接收后再发送至与其连接的处理装置处理，或在显示装置上显示，供工作人员观察。

为了减小导向丝11和信号线5在输送过程中与钻孔边缘之间的摩擦，在所述钻孔外部还设置有支撑机构8，支撑机构8为通过第三支架9固定在钻孔外部的第三滚轮，第三滚轮为三个，所述导向丝11和所述信号线5分别经三个第三滚轮向所述钻孔内部传输。具体地，所述第一收放组件12、第二收放组件6和支撑机构8的输送方向相同，且第一收放组件12位于第二收放组件6和支撑机构8中间。

在需要对钻孔中某一深度的裂隙分布进行探测时，首先驱动第一滚轮转动，将两根钢丝沿钻孔的延伸方向传送，直至钢丝底部的配重块接近钻孔的底部，必要时，所述第一滚轮再反转提起所述配重块，待平稳一段时间后，缓慢放下所述配重块并保证所述钢丝的张紧状态。这样由于配重块的拉紧作用，同时配重块与钻孔底部的摩擦作用保持相对固定的状态，使得两根钢丝被拉至铅垂状态固定。然后同时驱动第二滚轮和第三滚轮转动，信号线5随探测机构2一起在钢丝形成的滑轨中向下输送，根据所述信号线5的输送长度来确定所到达的预定位置，多个摄像头同时进行裂隙探测，并把探测到的图像信息通过信号线5传输至无线发射装置、处理装置和显示装置显示。当需要改变探测位置时，只需转动第二滚轮和第三滚轮即可，并在到达新的探测位置时固定。在探测完成后，只需将钢丝和信号线5分别卷曲缠绕在相应的滚轮上，方便存放和运输。

作为替代的实施方式，导向机构1还可以为具有一定拉伸强度的输送带或链条，输送带或链条的底部设有配重块。在收藏状态时，输送带或链条缠绕在一转轴上，或者折叠在一起。

作为替代的实施方式，限位机构214可以替换为滑槽，探测机构2通过滑槽与导向丝11的配合实现沿导向丝11的定向滑动。

作为替代的实施方式，所述旋转限制装置还可以为与所述导向丝11固定连接的具有一定重量的弹性囊体，待所述弹性囊体伸入到钻孔的预定深度后，产生充气气体，使弹性囊体充入气体后膨胀至与钻孔胀紧固定。

作为替代的实施方式，第一收放组件12、第二收放组件6和支撑机构8还可以均为一转轴。

作为替代的实施方式，探测机构2的壳体21中可以安装一个360度全景摄像头，壳体21的相应位置开设有环形开口。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种井下探测装置，其特征在于，包括：

导向机构（1），沿钻孔延伸方向设置，具有在探测使用时延伸至所述钻孔中的展开状态和在存放运输时的收藏状态；

探测机构（2），受牵引地滑动设置在所述导向机构（1）上，受所述导向机构（1）限制仅具有沿所述钻孔轴向滑动的自由度，用于探测所述钻孔的预定位置的信息；

所述导向机构（1）包括适于沿钻孔延伸方向布设的至少两根作为滑轨的导向丝（11），所述导向丝（11）设有旋转限制装置，所述旋转限制装置为固定在所述导向丝（11）底端的配重件（3），所述配重件（3）共同连接于各个所述导向丝（11），以保持各所述导向丝（11）的间隔。

2.根据权利要求1所述的井下探测装置，其特征在于，所述配重件（3）在使用时接近所述钻孔的底部。

3.根据权利要求1或2所述的井下探测装置，其特征在于，还包括设于所述钻孔外部，用于收放所述导向丝（11）的第一收放组件（12）。

4.根据权利要求3所述的井下探测装置，其特征在于，所述第一收放组件（12）为第一滚轮，所述导向丝（11）的上端缠绕固定在所述第一滚轮上。

5.根据权利要求1或2所述的井下探测装置，其特征在于，所述探测机构（2）包括滑动连接各所述导向丝（11）上的壳体（21）和设于所述壳体（21）中绕钻孔周向等圆周角设置的多个探测头（22）。

6.根据权利要求5所述的井下探测装置，其特征在于，所述壳体（21）上开设有与所述探测头（22）的数量、位置一致的多个开孔（213），所述探测头（22）为安装在所述开孔（213）中的摄像头。

7.根据权利要求6所述的井下探测装置，其特征在于，多个所述探测头（22）在所述壳体（21）中沿所述钻孔的深度方向呈至少两层分布，且每层所述探测头（22）等圆周角设置，相邻两层的所述探测头（22）交错分布，以获取所述预定位置的全景信息。

8.根据权利要求7所述的井下探测装置，其特征在于，所述壳体（21）通过一限位机构（214）连接所述导向丝（11）。

9.根据权利要求8所述的井下探测装置，其特征在于，所述限位机构（214）包括成型在所述壳体（21）上对应所述导向丝（11）数量和位置并适于所述导向丝（11）穿设的通孔（2141）。

10.根据权利要求6-9任一项所述的井下探测装置，其特征在于，还包括与所述探测机构（2）连接的信号线（5），所述信号线（5）与设于所述钻孔外的处理装置信号连接。

11.根据权利要求10所述的井下探测装置，其特征在于，所述信号线（5）缠绕收纳在设于所述钻孔外部的第二收放组件（6）上。

12.根据权利要求11所述的井下探测装置，其特征在于，所述第二收放组件（6）为第二滚轮，所述信号线（5）的上端缠绕固定在所述第二滚轮上，并与无线发射装置相连；通过所述无线发射装置与处理装置信号连接。

13.根据权利要求12所述的井下探测装置，其特征在于，所述信号线（5）牵引所述探测机构（2）。

14.根据权利要求11-13任一项所述的井下探测装置，其特征在于，还包括设于所述钻孔外部的支撑机构（8），所述导向丝（11）和所述信号线（5）均设置在所述支撑机构（8）上。