CN113073957A - 一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其包括固定环和设在固定环上的盖板，所述盖板上设有数据监测系统，所述系统包括数据采集单元、数据处理单元和通信单元，所述数据采集单元用于采集地热井深处的温度信息；所述数据处理单元用于接收并处理数据采集单元所发送的数据信息，并将数据信息通过通信单元发送至相应移动终端上。本申请具有增强地热井的井口装置的信息化功能，提高其外部的防护性能的效果。
Description
技术领域
本申请涉及地热资源利用技术领域，尤其是涉及一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置。
背景技术
开采地表以下热资源(主要为天然蒸气、热水和热卤水等)的钻探井称为地热井。所谓地热，就是能够经济地为人类所利用的地球内部的热资源。钻孔越深，底部的温度也越高。
在对地热井的研究中，需要监测地热井中的温度信息，监测温度的传感器等设备深入至地下深处，严重阻碍了信号的传输，导致其采集的数据信息传输不到相关设备中或传输的信号微弱，地热井相关设施的功能有待完善。
发明内容
为了增强地热井的井口装置的信息化功能，提高其外部的防护性能，本申请提供一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置。
本申请提供的一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，采用如下的技术方案：
一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，包括固定环和设在固定环上的盖板，所述盖板上设有数据监测系统，所述系统包括数据采集单元、数据处理单元和通信单元，所述数据采集单元用于采集地热井深处的温度信息；所述数据处理单元用于接收并处理数据采集单元所发送的数据信息，并将数据信息通过通信单元发送至相应移动终端上。
通过采用上述技术方案，固定环固设在地热井的井口处，盖板设在固定环上用于对地热井形成遮挡，防止外部的杂物落进地热井内，地热井的深度较大，盖板还可防止外部的动物或人员落进地热井内，提高安全性。数据监测系统的设置，可对地热井中不同深度的温度等息进行采集，并通过数据处理单元对其进行分析，以判断出不同深度的温度至是否均位于正常的范围内，并可通过通信单元将数据发送至相关工作人员的移动终端上，以便于使工作人员远程监测和查看。
可选的，所述数据监测系统还包括显示单元，所述显示单元用于显示数据处理单元发出的数据信息。
通过采用上述技术方案，显示单元的设置，可将监测出的数据直接在现场的显示单元上显示出来，以便于工作人员在检修的过程中，随时查看显示出的数据信息，从而可确定其检修的结果是否合格，减少工作人员不断通过移动终端查看数据的过程，显示出实时监测数据，避免出现移动终端上数据显示的滞后性。
可选的，所述盖板包括上盖板和下盖板，所述上盖板铰接在下盖板上，所述上盖板与所述下盖板的边缘平齐；所述显示单元设在上盖板的内侧面。
通过采用上述技术方案，工作人员对地热井的防护装置进行检查时，可通过打开上盖板，即可从上盖板内侧面的显示单元显示出所监测的温度数据信息，防止显示单元裸露在盖板的外部遭受雨淋致损，同时减少全部打开盖板的繁琐过程，使检查更加方便，提高效率。
可选的，所述下盖板的下侧面和所述固定环的内侧面上设有隔热层。
通过采用上述技术方案，通水管外表面设置的隔热层，能够对防止从地热井中排出的高温热水进行与外界的冷空气接触，从而可有效减少热量的损失，提高监测的精度。
可选的，所述数据监测系统还包括有闭锁单元，所述闭锁单元用于固定盖板至固定环上。
通过采用上述技术方案，闭锁单元做出锁定动作后，可将盖板完全固定在固定环上，防止其它无关人员对盖板进行盗窃或对盖板内的数据监测系统造成破坏，并隔绝外部的杂物、雨水落进防护壳内部的现象。
可选的，所述固定环的内侧壁上开设有锁槽；所述闭锁单元包括驱动单元和连接在驱动单元上的气缸，所述气缸的轴线与所述盖板平行，所述气缸的活塞杆正对锁槽。
通过采用上述技术方案，驱动单元动作，可驱动气缸将气缸的活塞杆伸出，并将活塞杆伸进至锁槽内，从而可实现盖板卡接固定在固定环上，防止盖板从固定环上脱离。驱动单元复位，可驱动气缸将的活塞杆收回至缸体内，从而可使盖体从固定环上解锁，便于工作人员将其打开或更换。
可选的，所述数据采集单元还包括电池和光伏发电板，所述电池设在盖板内部，用于对数据采集单元、数据处理单元、通信单元和警示单元供电；所述光伏发电板设在上盖板的外侧面，用于对电池充电。
通过采用上述技术方案，可充电电池以及光伏发电板的设置，可通过光伏发电板在白昼时间段内持续对电池充电，在任意时间段内可通过电池对数据监测系统内的各个功能单元提供电能，保证其长期稳定的持续工作，可免除对其内部电池更换和避免出现电池亏电造成监测数据不准确的现象。
可选的，所述闭锁单元还包括秘钥识别子单元和秘钥磁卡，所述秘钥识别子单元识别出秘钥磁卡且匹配成功后，所述闭锁单元解锁。
通过采用上述技术方案，由于闭锁单元设在盖板的下侧面，工作人员不能够直接对闭锁单元进行操作，秘钥识别子单元和秘钥磁卡的设置，可使工作人员自身配置秘钥磁卡，在其对地热井及其防护装置进行检查时，可通过秘钥磁卡与秘钥识别子单元进行匹配解锁，从而可顺利将闭锁单元进行解锁，提高解锁以及对各个部件进行检查的效率。
可选的，所述下盖板上开设有凹槽，所述上盖板上设有与凹槽相契合的凸块，所述上盖板与所述下盖板贴合时，所述凸块伸进凹槽内；所述凸块上开设有锁孔，所述下盖板上设有锁杆，所述锁杆连接至驱动单元上，并与所述气缸同步动作。
通过采用上述技术方案，上盖板关合后，可使凸块完全伸进下盖板上的凹槽内，同时凸块上的锁孔正对下盖板上的锁杆，锁杆和气缸均连接至驱动单元上，可使锁杆和气缸同步动作，在气缸将盖板闭锁上后，锁杆也会插进锁孔内，对上盖板进行闭锁，进一步提高其安全性。
可选的，所述上盖板上固设有受力环，所述上盖板贴合至下盖板上时，所述受力环抵接至下盖板的上侧面。
通过采用上述技术方案，上盖板在关合后，可使受力环抵接在下盖板上，减少显示单元与下盖板的摩擦受力，有助于保护显示单元不收到剐蹭或挤压，同时可减少显示单元沾染污渍的现象。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
固定环固设在地热井的井口处，盖板设在固定环上用于对地热井形成遮挡，防止外部的杂物落进地热井内，地热井的深度较大，盖板还可防止外部的动物或人员落进地热井内，提高安全性。数据监测系统的设置，可对地热井中不同深度的温度等息进行采集，并通过数据处理单元对其进行分析，以判断出不同深度的温度至是否均位于正常的范围内，并可通过通信单元将数据发送至相关工作人员的移动终端上，以便于使工作人员远程监测和查看。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种数据监测系统的框图。
图2是本申请实施例提供的一种分散结构示意图。
图3是图2中A部分的放大结构图。
图4是图2中B部分的放大结构图。
图5是本申请实施例提供的一种整体结构仰视图。
附图标记说明：1、固定环；11、凸沿；12、锁槽；2、盖板；21、上盖板；211、凸块；212、锁孔；22、下盖板；221、凹槽；222、锁杆；23、隔热层；24、受力环；31、数据采集单元；32、数据处理单元；33、通信单元；34、显示单元；4、闭锁单元；41、驱动单元；42、气缸；43、秘钥识别子单元；44、秘钥磁卡；45、延时单元；5、电池；51、光伏发电板。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置。参照图1和图2，该装置包括固定环1和设在固定环1上的盖板2。其中，固定环1固设在地热井的井口处，使地热井口的中心于固定环1的中心基本重合或接近，固定环1上的内侧面设有呈圆周状的凸沿11，用于使盖板2搭接至凸沿11上；盖板2呈圆形结构，用于搭设在固定环1内的凸沿11上以对地热井形成防护遮挡。
盖板2的下侧面和固定环1的内侧面上设有隔热层23。用于防止从地热井中的高温气体或液体与地热井外的冷空气接触，从而可有效减少热量的损失，提高监测的精度。
盖板2上设有数据监测系统，系统包括数据采集单元31、数据处理单元32和通信单元33，数据采集单元31用于采集地热井深处的温度信息；数据处理单元32用于接收并处理数据采集单元31所发送的数据信息，并将数据信息通过通信单元33发送至相应移动终端上。
具体的，数据采集单元31包括多个温度传感器，温度传感器设在地热井中不同的深度位置，用于监测各个深度的温度值，并将温度值通过无线传输的方式发送至数据处理单元32上；数据处理单元32对各个温度信息与地热井的深度信息进行标对后，通过通信单元33发送至智能终端上。通信单元33包括网络单元和天线装置，天线装置设在盖体内，用作数据发送源或中继发送装置。
进一步的，数据监测系统还包括显示单元34，显示单元34包括任意具有接收数据信息并进行显示功能的电子屏幕或触控屏幕，用于显示数据采集单元31采集的数据信息。盖板2包括上盖板21和下盖板22，其中上盖板21与下盖板22铰接且尺寸相等，当上盖板21和下盖板22贴合时，上盖板21的侧面与下盖板22的侧面平齐；显示单元34设在上盖板21的内侧面上，可使上盖板21在关合状态时对显示单元34进行防护，防止显示单元34裸露在盖板2的外部遭受雨淋致损，工作人员对显示单元34进行查看时，可将上盖板21打开即可查看显示单元34所显示的数据信息，减少全部打开盖板2的繁琐过程，使检查更加方便，提高效率。
上盖板21的内侧面固设有受力环24，受力环24贴近上盖板21的边缘并与外侧面平齐，上盖板21贴合至下盖板22上时，受力环24抵接至下盖板22的上侧面。这样，可使受力环24抵接在下盖板22上，使显示单元34与下盖板22之间存在间隙，减少显示单元34与下盖板22的摩擦受力现象，有助于保护显示单元34不收到剐蹭或挤压，同时可减少显示单元34沾染污渍的现象。
参照图1和图5，数据监测系统还包括有闭锁单元4，闭锁单元4用于固定盖板2至固定环1上。具体的，闭锁单元4包括连接至数据处理单元32的驱动单元41和电连接至驱动单元41上的气缸42，其中气缸42固设在下盖板22的下侧面上，并与下盖板22呈平行状态，气缸42的数量至少有三个，且相邻的气缸42之间的夹角相等；固定环1的内侧壁上设有锁槽12，当盖板2搭设在凸沿11上时，气缸42的活塞杆正对锁槽12。驱动单元41发出驱动信号后，可驱动气缸42将气缸42的活塞杆伸出，并将活塞杆伸进至锁槽12内，从而可实现盖板2卡接固定在固定环1上，防止盖板2从固定环1上脱离。驱动单元41发出复位信号后，可驱动气缸42将的活塞杆收回至缸体内，从而可使盖体从固定环1上解锁，便于工作人员将其打开或更换。
参照图3和图4，下盖板22上开设有凹槽221，凹槽221朝向上方，且位于上盖板21与下盖板22之间的铰接轴相对的一侧，上盖板21上设有与凹槽221相契合的凸块211，上盖板21与下盖板22贴合时，凸块211伸进凹槽221内；凸块211上开设有锁孔212，下盖板22的内部设有锁杆222，锁杆222连接至驱动单元41上，并与气缸42同步动作，即气缸42的活塞杆伸出并插设在锁槽12内的同时，锁杆222向外伸出，并插设在锁孔212内，可进一步提高防护装置以及显示单元34的安全性。
参照图1，闭锁单元4还包括秘钥识别子单元43、秘钥磁卡44和延时单元45，其中秘钥识别子单元43位于上盖板21内，并凸块211相邻；秘钥磁卡44可以是磁性卡片或带有磁功能解锁的智能设备。秘钥磁卡44唯一，且与唯一的秘钥识别子单元43相匹配，当秘钥识别子单元43识别出秘钥磁卡44且匹配成功后，闭锁单元4解锁。由于闭锁单元4设在盖板2的下侧面，工作人员不能够直接对闭锁单元4进行操作，秘钥识别子单元43和秘钥磁卡44的设置，可使工作人员自身配置秘钥磁卡44，在其对地热井及其防护装置进行检查时，可通过秘钥磁卡44与秘钥识别子单元43进行匹配解锁，并通过秘钥识别子单元43判断是否匹配成功，当其匹配成功后，可将闭锁单元4进行解锁，提高防护装置的智能化以及工作人员对各个部件进行检查的效率。
延时单元45的作用可使闭锁装置延时锁定，即在工作人员巡检或检修过程中，延时单元45处于延时状态，延时时间的长短可由工作人员根据检修时长自行定义，在延时时间到达后，通过延时单元45的作用控制驱动单元41动作，从而可自行将锁杆222和气缸42进行上锁，进一步提高其自动化程度。
进一步的，数据采集单元31还包括电池5和光伏发电板51，电池5可以设在上盖板21或下盖板22的内部，用于对数据采集单元31、数据处理单元32、通信单元33和警示单元供电；光伏发电板51设在上盖板21的外侧面，并与上盖板21的外侧面贴合，用于对电池5充电。这样，可通过光伏发电板51在白昼时间段内持续对电池5充电，在任意时间段内可通过电池5对数据监测系统内的各个功能单元提供电能，保证其长期稳定的持续工作，可免除对其内部电池5更换和避免出现电池5亏电造成监测数据不准确的现象。
本申请实施例的实时原理为：固定环1固设在地热井的井口处，盖板2设在固定环1上用于对地热井形成遮挡，防止外部的杂物落进地热井内，地热井的深度较大，盖板2还可防止外部的动物或人员落进地热井内，提高安全性。数据监测系统的设置，可对地热井中不同深度的温度等息进行采集，并通过数据处理单元32对其进行分析，以判断出不同深度的温度至是否均位于正常的范围内，并可通过通信单元33将数据发送至相关工作人员的移动终端上，以便于使工作人员远程监测和查看。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其特征在于：包括固定环（1）和设在固定环（1）上的盖板（2），所述盖板（2）上设有数据监测系统，所述系统包括数据采集单元（31）、数据处理单元（32）和通信单元（33），所述数据采集单元（31）用于采集地热井深处的温度信息；所述数据处理单元（32）用于接收并处理数据采集单元（31）所发送的数据信息，并将数据信息通过通信单元（33）发送至相应移动终端上。
2.根据权利要求1所述的一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其特征在于：所述数据监测系统还包括显示单元（34），所述显示单元（34）用于显示数据处理单元（32）发出的数据信息。
3.据权利要求2所述的一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其特征在于：所述盖板（2）包括上盖板（21）和下盖板（22），所述上盖板（21）铰接在下盖板（22）上，所述上盖板（21）与所述下盖板（22）的边缘平齐；所述显示单元（34）设在上盖板（21）的内侧面。
4.根据权利要求3所述的一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其特征在于：所述下盖板（22）的下侧面和所述固定环（1）的内侧面上设有隔热层（23）。
5.根据权利要求3所述的一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其特征在于：所述数据监测系统还包括有闭锁单元（4），所述闭锁单元（4）用于固定盖板（2）至固定环（1）上。
6.根据权利要求5所述的一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其特征在于：所述固定环（1）的内侧壁上开设有锁槽（12）；所述闭锁单元（4）包括驱动单元（41）和连接在驱动单元（41）上的气缸（42），所述气缸（42）的轴线与所述盖板（2）平行，所述气缸（42）的活塞杆正对锁槽（12）。
7.根据权利要求3所述的一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其特征在于：所述数据采集单元（31）还包括电池（5）和光伏发电板（51），所述电池（5）设在盖板（2）内部，用于对数据采集单元（31）、数据处理单元（32）和通信单元（33）供电；所述光伏发电板（51）设在上盖板（21）的外侧面，用于对电池（5）充电。
8.根据权利要求5所述的一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其特征在于：所述闭锁单元（4）还包括秘钥识别子单元（43）和秘钥磁卡（44），所述秘钥识别子单元（43）识别出秘钥磁卡（44）且匹配成功后，所述闭锁单元（4）解锁。
9.根据权利要求6所述的一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其特征在于：所述下盖板（22）上开设有凹槽（221），所述上盖板（21）上设有与凹槽（221）相契合的凸块（211），所述上盖板（21）与所述下盖板（22）贴合时，所述凸块（211）伸进凹槽（221）内；所述凸块（211）上开设有锁孔（212），所述下盖板（22）上设有锁杆（222），所述锁杆（222）连接至驱动单元（41）上，并与所述气缸（42）同步动作。
10.根据权利要求3所述的一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置，其特征在于：所述上盖板（21）上固设有受力环（24），所述上盖板（21）贴合至下盖板（22）上时，所述受力环（24）抵接至下盖板（22）的上侧面。
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| CN202110369440.4A Active CN113073957B (zh) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | 一种兼带数据传输功能的地热井用井口装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114646397A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-06-21 | 山东省地矿工程集团有限公司 | 一种地热信号感应传输装置 |
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2021
- 2021-04-06 CN CN202110369440.4A patent/CN113073957B/zh active Active
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