CN109519167A - 一种钻杆内壁应变片安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻杆内壁应变片安装装置，涉及工程勘察钻探设备技术领域，包括两个封口器，每个封口器一端的外壁上均设置有环形凸起块，每个封口器的外壁上均套设有一个与环形凸起块相对应的封口环和一个与其螺纹连接的锁紧螺母，封口环设置在与其对应的环形凸起块和锁紧螺母之间，一个封口器中未设置环形凸起块的一端内安装有一个调节密封杆，另一个封口器中未设置环形凸起块的一端连接有进气管，两个封口器之间设置有中空的且外壁上均匀开设有进气孔的支撑杆，支撑杆的两端分别与两个封口器中设置有环形凸起块的一端连接，支撑杆外侧套设有两端开口的气囊，气囊的外壁上均匀贴附有应变片本体；本发明实现了在钻杆内壁安装应变片的目的。

Description

一种钻杆内壁应变片安装装置

技术领域

本发明涉及制工程勘察钻探设备技术领域，具体涉及钻杆应力检测设备技术领域。

背景技术

工程地质勘察基本技术手段是钻探。钻探是采用钻机将钻杆钻进入地下，获取地下岩芯样品，以确定地下地层分布状态的勘探方法。钻探方法具有直观、可靠的优点，至今仍然是工程地质勘察的主要手段。然而传统钻探方法存在一些问题，主要表现在：1、所取得的岩层样品，需送实验室进行检测，才可获取该岩样所在的地下地层的物理性状，这些性状对于今后在该地层上的建造建筑物有重要作用；2、所进行的钻探地工作，钻杆掘进过程中本质含有很多岩层物理力学信息，这些信息往往被忽略了。发明一种钻杆内壁应变片安装装置，旨在将应变片传感器安装于钻杆内侧，使应变片能够测量钻杆的应力应变状态，以此感知钻杆所在岩层的物理力学性质。这对于钻探自动化、信息化有重要意义。

然而现有技术中，并没有将应变片安装仅钻杆内的设备，因此，如何解决现有技术缺陷，是现今急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种钻杆内壁应变片安装装置，以解决现有技术中无法在钻杆内壁安装应变片的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种钻杆内壁应变片安装装置，包括两个封口器，每个封口器一端的外壁上均设置有环形凸起块，每个所述封口器的外壁上均套设有一个与环形凸起块相对应的封口环和一个与其螺纹连接的锁紧螺母，所述封口环设置在与其对应的环形凸起块和锁紧螺母之间，一个封口器中未设置环形凸起块的一端内安装有一个调节密封杆，另一个封口器中未设置环形凸起块的一端连接有进气管，两个封口器之间设置有中空的且外壁上均匀开设有进气孔的支撑杆，所述支撑杆的两端分别与两个封口器中设置有环形凸起块的一端连接，所述支撑杆外侧套设有两端开口的气囊，所述气囊的两端分别对应一个环形凸起块、一个封口环和一个锁紧螺母，所述气囊的两端分别卡设在与其对应的环形凸起块与封口环之间并通过对应的锁紧螺母锁紧固定其位置，所述气囊的外壁上均匀贴附有应变片本体。

进一步，所述调节密封杆活动设置在与其对应的封口器内，其一端与所述支撑杆的一端连接，另一端上套设有第一密封圈，且所述调节密封杆沿背离与其对应的环形凸起块的方向可脱离对应的封口器，不可沿朝向与其对应的环形凸起块的方向脱离对应的封口器，所述支撑杆与所述调节密封杆连接的一端活动设置在对应的封口器内。

进一步，所述调节密封杆与支撑杆连接的一端的外壁上关于其轴心对称安装有两个卡设凸起，所述支撑杆与所述调节密封杆连接的一端的内壁上开设有与两个卡设凸起对应的环形凹槽，且该端朝向所述调节密封杆的侧壁上开设有与环形凹槽连通的且与两个卡设凸起对应的卡设缺口。

进一步，每个所述环形凸起块朝向与其对应的封口环的侧壁及朝向支撑杆的侧壁均为向其中部翘起的倾斜面，每个封口环朝向与其对应的环形凸起块的内侧壁也为向外翘起的倾斜面。

进一步，所述进气管背离与其对应的封口器的一端连接有气压表，所述气压表的进气端连接有气门嘴。

进一步，所述支撑杆与未设置有调节密封杆的封口器之间螺纹连接。

进一步，所述进气管与和其对应的封口器螺纹连接，且所述进气管与和其对应的封口器连接的一端上套设有第二密封圈。

进一步，所述封口环的外径大于所述环形凸起块的外径，且所述锁紧螺母的外径不大于所述封口环的外径。

进一步，所述封口环的外壁上均匀设置有多个支撑块。

进一步，所述环形凸起块与和其对应的封口器为一体结构。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供了一种钻杆内壁应变片安装装置，将气囊套设在两个封口器内并夹紧后，通过调整调节密封杆使得气囊紧贴支撑杆，将应变片贴附在气囊外侧，设备组装完成后，将设备放置入钻杆内，通过气门嘴吹起，使得气流经支撑杆上的气孔流入气囊内，并带动气囊鼓起，从而使得应变片与钻杆内壁紧密接触，从而贴附在钻杆内壁上，避免了无法有效将应变片安装在钻杆内壁的弊端。

附图说明

图1是本发明一种钻杆内壁应变片安装装置的爆炸图；

图2是本发明一种钻杆内壁应变片安装装置中安装有调节密封杆的封口器的剖视图；

图3是本发明一种钻杆内壁应变片安装装置中连接有进气管的封口器的剖视图；

图4为本发明一种钻杆内壁应变片安装装置设置在钻杆内工作状态示意图。

图中：1、封口器；2、环形凸起块；3、封口环；4、锁紧螺母；5、调节密封杆；6、进气管；7、支撑杆；8、气囊；9、应变片本体；10、第一密封圈；11、卡设凸起；12、环形凹槽；13、卡设缺口；14、气压表；15、气门嘴；16、第二密封圈；17、支撑块。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-4，本发明提供的一种实施例：一种钻杆内壁应变片安装装置，包括两个封口器1，每个封口器1一端的外壁上均设置有环形凸起块2，每个封口器1的外壁上均套设有一个与环形凸起块2相对应的封口环3和一个与其螺纹连接的锁紧螺母4，封口环3设置在与其对应的环形凸起块2和锁紧螺母4之间，一个封口器1中未设置环形凸起块2的一端内安装有一个调节密封杆5，另一个封口器1中未设置环形凸起块2的一端连接有进气管6，两个封口器1之间设置有中空的且外壁上均匀开设有进气孔的支撑杆7，支撑杆7的两端分别与两个封口器1中设置有环形凸起块2的一端连接，支撑杆7外侧套设有两端开口的气囊8，气囊8的两端分别对应一个环形凸起块2、一个封口环3和一个锁紧螺母4，气囊8的两端分别卡设在与其对应的环形凸起块2与封口环3之间并通过对应的锁紧螺母4锁紧固定其位置，气囊8的外壁上均匀贴附有应变片本体9。

工作原理：

结合图1-4，设备安装过程中，首先在支撑杆7的外部套设气囊8，然后将支撑杆7的两端分别与两个封口器4连接，连接完成后，将气囊8的两端分别套设在两个环形凸起块2上，然后两个封口环3分别压紧与其对应的气囊8的端部，之后分别旋紧两个锁紧螺母4使得两个对应的封口环3压紧气囊8相应的端部，使得两个锁紧螺母4与对应的封口器1紧密连接，并且调节密封杆5可有效封堵一个封口器1的端部，然后将进气管6安装到另一个封口器1的端部，最后将应变片本体9贴附在气囊8的外壁上，并在应变片本体9外侧壁涂覆粘胶；

准备工作完成后，将设备整体放入钻杆内，并通过进气管6的外端向支持杆7吹气，气流经支撑杆7上的进气孔进入气囊8内使得气囊8鼓起，并使得应变片本体9贴附至钻杆内壁上，保持一定时长(即应变片本体9完全贴附在钻杆内壁上)后，放出气囊8内的气体，使得应变片本体9贴附在钻杆内壁上并由气囊8上脱落，然后将设备整体抽出钻杆，完成应变片本体9的安装。

优选的，为了避免气囊8安装完成后无法有效的贴附在支撑杆7上，而出现鼓起使得应变片本体9在送入钻杆内时脱落的隐患，在本实施例中：

调节密封杆5活动设置在与其对应的封口器1内，其一端与支撑杆7的一端连接，另一端上套设有第一密封圈10，且调节密封杆5沿背离与其对应的环形凸起块2的方向可脱离对应的封口器1，不可沿朝向与其对应的环形凸起块2的方向脱离对应的封口器1，支撑杆7与调节密封杆5连接的一端活动设置在对应的封口器1内；

这样，调节密封杆5与支撑杆7连接，从而调节密封杆5外侧的封口器1可相对支撑杆7在一定的范围内活动，当气囊8安装完成后，将调节密封杆5收缩至对应的封口器1内后，可带动支撑杆7向后运动，使得两个封口器1之间产生相互背离的运动，进而可拉动气囊8的两端，使得其贴附在支撑杆7上，避免了其鼓起的弊端；

同时，调节密封杆5的端部上套设有第一密封圈10，可在其收缩至对应的封口器1内时，有效密封二者之间的间隙，避免了气流经二者之间的间隙流出的弊端。

优选的，为了有效地便捷的连接调节密封杆5和支撑杆7，在本实施例中：

调节密封杆5与支撑杆7连接的一端的外壁上关于其轴心对称安装有两个卡设凸起11，支撑杆7与调节密封杆5连接的一端的内壁上开设有与两个卡设凸起11对应的环形凹槽12，且该端朝向调节密封杆5的侧壁上开设有与环形凹槽12连通的且与两个卡设凸起11对应的卡设缺口13；

通过上述设置，在连接调节密封杆5和支撑杆7时，只需二者临近的端部相互接触，并相对转动后，使得连个卡设凸起11通过两个卡设缺口13进入环形凹槽12内便可完成二者之间的连接；

上述连接方式，可避免了在在将调节密封杆5收缩至对应的封口器1内时，支撑杆7转动导致气囊8转动使得应变片本体9变形的弊端。

优选的，为了便于气囊8的安装，在本实施例中：

每个环形凸起块2朝向与其对应的封口环3的侧壁及朝向支撑杆7的侧壁均为向其中部翘起的倾斜面，每个封口环3朝向与其对应的环形凸起块2的内侧壁也为向外翘起的倾斜面；

通过上述三个倾斜面的设置，在气囊8套设对应的环形凸起块2时，可有效地降低安装难度，同时，通过封口环3与环形凸起块2两个相近的斜面的设置，使得气囊8能够有效地夹设在二者之间。

优选的，为了便于监测贴附时应变片本体9时气囊8内的气压，在本实施例中：

进气管6背离与其对应的封口器1的一端连接有气压表14，气压表14的进气端连接有气门嘴15。

通过上述设置，气流经气门嘴15鼓入气囊8，气压表14可有效的监测气囊8内的气压，进而可有效的避免应变片本体9安装过程气压不足的弊端。

优选的，在本实施例中，支撑杆7与未设置有调节密封杆5的封口器1之间螺纹连接。

优选的，为了能够有效的组装及拆卸设备，在本实施例中，进气管6与和其对应的封口器1螺纹连接，且进气管6与和其对应的封口器1连接的一端上套设有第二密封圈16。

优选的，在本实施例中，封口环3的外径大于环形凸起块2的外径，且锁紧螺母4的外径不大于封口环3的外径。

优选的，为了避免在设备放入钻杆内部或由钻杆内部取出时对封口器1外壁造成大量的摩擦，在本实施例中，封口环3的外壁上均匀设置有多个支撑块17，用于设备放置入钻杆内部内安装调试时，防止钻杆内壁摩擦，使气囊上的应片变脱落。

优选的，为了降低设备的制造难度，在本实施例中，环形凸起块2与和其对应的封口器1为一体结构。

Claims (10)

1.一种钻杆内壁应变片安装装置，其特征在于，包括两个封口器(1)，每个封口器(1)一端的外壁上均设置有环形凸起块(2)，每个所述封口器(1)的外壁上均套设有一个与环形凸起块(2)相对应的封口环(3)和一个与其螺纹连接的锁紧螺母(4)，所述封口环(3)设置在与其对应的环形凸起块(2)和锁紧螺母(4)之间，一个封口器(1)中未设置环形凸起块(2)的一端内安装有一个调节密封杆(5)，另一个封口器(1)中未设置环形凸起块(2)的一端连接有进气管(6)，两个封口器(1)之间设置有中空的且外壁上均匀开设有进气孔的支撑杆(7)，所述支撑杆(7)的两端分别与两个封口器(1)中设置有环形凸起块(2)的一端连接，所述支撑杆(7)外侧套设有两端开口的气囊(8)，所述气囊(8)的两端分别对应一个环形凸起块(2)、一个封口环(3)和一个锁紧螺母(4)，所述气囊(8)的两端分别卡设在与其对应的环形凸起块(2)与封口环(3)之间并通过对应的锁紧螺母(4)锁紧固定其位置，所述气囊(8)的外壁上均匀贴附有应变片本体(9)。

2.根据权利要求1所述的一种钻杆内壁应变片安装装置，其特征在于，所述调节密封杆(5)活动设置在与其对应的封口器(1)内，其一端与所述支撑杆(7)的一端连接，另一端上套设有第一密封圈(10)，且所述调节密封杆(5)沿背离与其对应的环形凸起块(2)的方向可脱离对应的封口器(1)，不可沿朝向与其对应的环形凸起块(2)的方向脱离对应的封口器(1)，所述支撑杆(7)与所述调节密封杆(5)连接的一端活动设置在对应的封口器(1)内。

3.根据权利要求2所述的一种钻杆内壁应变片安装装置，其特征在于，所述调节密封杆(5)与支撑杆(7)连接的一端的外壁上关于其轴心对称安装有两个卡设凸起(11)，所述支撑杆(7)与所述调节密封杆(5)连接的一端的内壁上开设有与两个卡设凸起(11)对应的环形凹槽(12)，且该端朝向所述调节密封杆(5)的侧壁上开设有与环形凹槽(12)连通的且与两个卡设凸起(11)对应的卡设缺口(13)。

4.根据权利要求1至3任一所述的一种钻杆内壁应变片安装装置，其特征在于，每个所述环形凸起块(2)朝向与其对应的封口环(3)的侧壁及朝向支撑杆(7)的侧壁均为向其中部翘起的倾斜面，每个封口环(3)朝向与其对应的环形凸起块(2)的内侧壁也为向外翘起的倾斜面。

5.根据权利要求4所述的一种钻杆内壁应变片安装装置，其特征在于，所述进气管(6)背离与其对应的封口器(1)的一端连接有气压表(14)，所述气压表(14)的进气端连接有气门嘴(15)。

6.根据权利要求5所述的一种钻杆内壁应变片安装装置，其特征在于，所述支撑杆(7)与未设置有调节密封杆(5)的封口器(1)之间螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种钻杆内壁应变片安装装置，其特征在于，所述进气管(6)与和其对应的封口器(1)螺纹连接，且所述进气管(6)与和其对应的封口器(1)连接的一端上套设有第二密封圈(16)。

8.根据权利要求7所述的一种钻杆内壁应变片安装装置，其特征在于，所述封口环(3)的外径大于所述环形凸起块(2)的外径，且所述锁紧螺母(4)的外径不大于所述封口环(3)的外径。

9.根据权利要求8所述的一种钻杆内壁应变片安装装置，其特征在于，所述封口环(3)的外壁上均匀设置有多个支撑块(17)。

10.根据权利要求9所述的一种钻杆内壁应变片安装装置，其特征在于，所述环形凸起块(2)与和其对应的封口器(1)为一体结构。