CN115450614A - 一种花岗岩类热储地热资源用探测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种花岗岩类热储地热资源用探测装置及方法，涉及地热开采技术领域，通过设置控制模块，使得每次安装新的一节钻杆的时候，都能储存能量，从而减少设置电机的数量，仅需要通过控制电磁铁得电和失电即可控制充压夹持；通过设置触发模块，可以在钻杆每次上升到一定高度时自动松开，无需人工主动控制钻杆的分离，节省了加装钻杆的时间；通过控制模块和触发模块的配合，可实现快速加装钻杆的功能，从而减少了人工夹持和分离钻杆所需要的时间。
Description
技术领域
本发明涉及地热开采技术领域，具体为一种花岗岩类热储地热资源用探测装置及方法。
背景技术
热资源丰富，开发利用历史悠久，开发利用方式较单一。目前，常见的利用方式为温泉、洗浴。近年来地热资源作为清洁能源逐渐被重视，综合前人研究结果，地热能开发的首要条件是探获到高品质地热资源。花岗岩热储型地热资源多分布在东南沿海，为断控性对流型地热资源，浅部地热资源温度一般在40-90℃之间，将浅部地热资源作为清洁能源利用热效率较低，故而向深部探获高品质地热资源是该类型地热能开发利用的必经之路。
现有技术，公告号为CN114592790B的发明专利公开了一种地热勘探钻孔用推进装置，包括支撑板、引导座和夹持座，所述支撑板上开设有导孔，所述导孔的一侧设置有夹持座，所述夹持座包括支板、活动板和卡块，所述夹持座的一侧设置有侧板，所述侧板的一侧设置有与导孔位置对应的顶板，所述顶板上设置有驱动器，所述顶板的底部设置有多根连杆，所述顶板通过连杆连接有抵板，所述抵板朝向顶板的一侧设置有引导座，所述支撑板的外壁上阵列设置有多个升降座，所述升降座的底部设置有缓冲座，所述侧板上开设有滑道，所述滑道的内部设置有螺纹杆。该地热勘探钻孔用推进装置，设计合理，结构简单，可广泛使用。由于加装钻杆的速度，决定了钻探的效率，可是该现有技术，并不能提升加装钻杆的速度，从而降低了整体的勘探效率。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种花岗岩类热储地热资源用探测方法，包括以下步骤：S1、结合测温孔获取深部地热参数，用以评价深部地热资源潜力；S2、通过浅部热特征分析深部热状况，选择在水热型地热田外围开展深部地热资源探测；S3、开展深部地热资源探测，通过钻探组件将测温孔应布设在热流径流方向，揭露深部热储形态；S4、通过测温孔获取地温梯度、岩石热导率、岩石放射性生热率、孔隙度、裂隙发育程度及发育方向指标参数，指导深部地热资源开发利用；S5、利用测温孔获取地温梯度、岩石热导率、岩石生热率参数计算大地热流值，分析岩石圈结构，进行深部热源分析及温度预测。
钻探组件包括支撑模块，所述支撑模块包括机架，机架上转动安装有链传动机构，所述机架上还固定安装有导向杆，导向杆上滑动安装有基座，基座固定安装在链传动机构上，所述基座上固定安装有钻探电机和油封壳。
优选地，所述油封壳上转动安装有转动油封块，转动油封块上固定安装有执行齿轮，所述钻探电机的输出轴上固定安装有主动齿轮，主动齿轮与执行齿轮相啮合，所述转动油封块设置有三个滑道，且内部设置有液压油，每个滑道内均滑动安装有用于夹持钻杆的挤压夹紧块，所述油封壳上还设置有油嘴，油嘴设置有磁性单向阀门片。
优选地，所述的钻探组件还包括控制模块，所述控制模块包括调节基座，调节基座上固定安装有动力板支架，动力板支架上滑动安装有柔性动力板，柔性动力板上固定安装有铁块，并且动力板支架上还固定安装有与铁块磁吸配合的吸铁石，所述调节基座上通过变速箱支架固定安装有第一变速箱，棘轮组的输入轴上固定安装有棘轮组，棘轮组与柔性动力板的侧边齿轮啮合。
优选地，所述调节基座上固定安装有蓄能台，蓄能台上固定安装有外环支架，外环支架上转动安装有外环，所述外环支架上设置有开口，开口内滑动连接有电磁铁，电磁铁与外环摩擦接触配合，所述蓄能台上固定安装有棘爪限位环支架，棘爪限位环支架上通过棘爪限位环转动安装有棘爪轴，棘爪轴固定安装在发条靠近中心的一端，发条的另一端与外环相固定。
优选地，所述棘爪轴与第一变速箱的输出轴通过带传动机构传动连接，所述外环上固定安装有定杆，定杆上转动安装有动杆，所述蓄能台上还滑动安装有齿条，齿条与动杆转动连接，所述齿条与压力齿轮相啮合，压力齿轮固定安装在第二变速箱的输入轴上，第二变速箱固定安装在注压架上，注压架固定安装在调节基座上。
优选地，所述注压架上通过花键滑动安装有注压嘴，注压嘴上设置有螺纹，并且注压嘴上螺纹安装有螺母齿轮，螺母齿轮齿轮啮合有注压齿轮，注压齿轮固定安装在第二变速箱的输出轴上。
优选地，所述的钻探组件还包括触发模块，所述触发模块包括固定安装在调节基座上的滑动基板，滑动基板上滑动安装有滑动板，滑动板与滑动基板之间还固定安装有弹性组件，所述滑动板上固定安装有至少两根滑动杆，滑动杆上滑动安装有升降块，滑动杆上还环绕有弹簧，弹簧的两端分别与升降块和滑动板固定连接，所述升降块上固定安装有挤压块，挤压块与磁性单向阀门片接触滑动配合。
优选地，所述滑动基板上固定安装有引导块支架，引导块支架上通过补偿杆滑动安装有引导块，引导块与补偿杆之间固定安装有补偿簧，补偿簧环绕在补偿杆上，所述挤压块与引导块通过引导杆滑动配合。
本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明通过设置控制模块，使得每次安装新的一节钻杆的时候，都能储存能量，从而减少设置电机的数量，仅需要通过控制电磁铁得电和失电即可控制充压夹持；（2）本发明通过设置触发模块，可以在钻杆每次上升到一定高度时自动松开，无需人工主动控制钻杆的分离，节省了加装钻杆的时间；（3）本发明通过控制模块和触发模块的配合，可实现快速加装钻杆的功能，从而减少了人工夹持和分离钻杆所需要的时间。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明转动油封块结构剖视图。
图3为本发明调节基座处结构示意图。
图4为本发明图3中A处结构示意图。
图5为本发明柔性动力板处结构示意图。
图6为本发明棘轮组处结构示意图。
图7为本发明图6中B处结构示意图。
图8为本发明第一变速箱处结构示意图。
图9为本发明图8中C处结构示意图。
图10为本发明发条处结构示意图。
图11为本发明注压齿轮处结构示意图。
图12为本发明注压嘴结构示意图。
图13为本发明引导杆处结构示意图。
图14为本发明挤压块处结构示意图。
图15为本发明引导块结构示意图。
图中：101-机架；102-链传动机构；103-导向杆；104-基座；105-钻探电机；106-主动齿轮；107-油封壳；1071-油嘴；108-执行齿轮；109-转动油封块；110-挤压夹紧块；111-磁性单向阀门片；201-调节基座；202-柔性动力板；203-动力板支架；204-吸铁石；205-铁块；206-棘轮组；207-第一变速箱；208-变速箱支架；209-带传动机构；210-蓄能台；211-外环支架；212-电磁铁；213-外环；214-定杆；215-动杆；216-齿条；217-压力齿轮；218-第二变速箱；219-棘爪轴；220-棘爪限位环支架；221-棘爪限位环；222-发条；223-注压架；224-注压嘴；225-螺母齿轮；226-注压齿轮；301-滑动基板；302-滑动板；303-弹性组件；304-弹簧；305-滑动杆；306-升降块；307-挤压块；308-引导杆；309-引导块；3091-垂直边；3092-单向凸块；3093-上升边；3094-退缩边；310-补偿杆；311-补偿簧；312-引导块支架；4-钻杆。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明提供一种关于花岗岩类热储地热资源用探测方法的步骤，第一步、花岗岩热储型地热资源多受断裂构造控制，深部地质资源探测工作中需要结合测温孔获取深部地热参数，用以评价深部地热资源潜力。第二步、深部地热资源探测应采用“以热找热”的方式，通过浅部热特征分析深部热状况，选择在水热型地热田外围开展深部地热资源探测。第三步、构造破碎带是地热流体的主要储存通道，也是热流上涌的通道，在开展深部地热资源探测工作时，通过钻探组件将测温孔应布设在热流径流方向，揭露深部热储形态。第四步、通过测温孔获取地温梯度、岩石热导率、岩石放射性生热率、孔隙度、裂隙发育程度及发育方向指标参数，指导深部地热资源开发利用。第五步、利用测温孔获取地温梯度、岩石热导率、岩石生热率参数计算大地热流值，分析岩石圈结构,进行深部热源分析及温度预测。
钻探组件包括支撑模块，支撑模块包括机架101，机架101上转动安装有链传动机构102，机架101上还固定安装有导向杆103，导向杆103上滑动安装有基座104，基座104固定安装在链传动机构102上，基座104上固定安装有钻探电机105和油封壳107，油封壳107上转动安装有转动油封块109，转动油封块109上固定安装有执行齿轮108，钻探电机105的输出轴上固定安装有主动齿轮106，主动齿轮106与执行齿轮108相啮合，转动油封块109设置有三个滑道（且内部设置有液压油），每个滑道内均滑动安装有用于夹持钻杆4的挤压夹紧块110，油封壳107上还设置有油嘴1071，油嘴1071设置有磁性单向阀门片111，钻探组件还包括控制模块，控制模块包括调节基座201，调节基座201上固定安装有动力板支架203，动力板支架203上滑动安装有柔性动力板202，柔性动力板202上固定安装有铁块205，并且动力板支架203上还固定安装有与铁块205磁吸配合的吸铁石204，调节基座201上通过变速箱支架208固定安装有第一变速箱207，棘轮组206的输入轴上固定安装有棘轮组206，棘轮组206与柔性动力板202的侧边齿轮啮合，调节基座201上固定安装有蓄能台210，蓄能台210上固定安装有外环支架211，外环支架211上转动安装有外环213，外环支架211上设置有开口，开口内滑动连接有电磁铁212，电磁铁212与外环213摩擦接触配合，蓄能台210上固定安装有棘爪限位环支架220，棘爪限位环支架220上通过棘爪限位环221转动安装有棘爪轴219，棘爪轴219固定安装在发条222靠近中心的一端，发条222的另一端与外环213相固定，棘爪轴219与第一变速箱207的输出轴通过带传动机构209传动连接，外环213上固定安装有定杆214，定杆214上转动安装有动杆215，蓄能台210上还滑动安装有齿条216，齿条216与动杆215转动连接，齿条216与压力齿轮217相啮合，压力齿轮217固定安装在第二变速箱218的输入轴上，第二变速箱218固定安装在注压架223上，注压架223固定安装在调节基座201上，注压架223上通过花键滑动安装有注压嘴224，注压嘴224上设置有螺纹，并且注压嘴224上螺纹安装有螺母齿轮225，螺母齿轮225齿轮啮合有注压齿轮226，注压齿轮226固定安装在第二变速箱218的输出轴上，钻探组件还包括触发模块，触发模块包括固定安装在调节基座201上的滑动基板301，滑动基板301上滑动安装有滑动板302，滑动板302与滑动基板301之间还固定安装有弹性组件303，滑动板302上固定安装有至少两根滑动杆305，滑动杆305上滑动安装有升降块306，滑动杆305上还环绕有弹簧304，弹簧304的两端分别于升降块306和滑动板302固定连接，升降块306上固定安装有挤压块307，挤压块307与磁性单向阀门片111接触滑动配合，滑动基板301上固定安装有引导块支架312，引导块支架312上通过补偿杆310滑动安装有引导块309，引导块309与补偿杆310之间固定安装有补偿簧311，补偿簧311环绕在补偿杆310上，挤压块307与引导块309通过引导杆308滑动配合。
具体的，将机架101安装在地面上，通过链传动机构102来控制油封壳107的升降，通过控制钻探电机105来带动主动齿轮106转动，主动齿轮106转动会带动执行齿轮108的转动，执行齿轮108转动会带动通过转动油封块109和挤压夹紧块110夹持的钻杆4转动。将调节基座201固定在适当的高度，当油封壳107从下至上移动到挤压块307的位置时，如图4所示，磁性单向阀门片111会与挤压块307接触，挤压块307会挤压磁性单向阀门片111，让转动油封块109与油封壳107内的液压油外漏，如图14和图15所示，此时引导杆308会与上升边3093接触，并且引导杆308在引导块309上向下的分力是无法克服弹簧304的弹力的，当磁性单向阀门片111移动到挤压块307的上方时，将钻杆4从挤压夹紧块110上取下，然后再加装一节钻杆4继续工作，将加装的钻杆4放置在挤压夹紧块110中，然后使电磁铁212断电，电磁铁212断电会使得外环213在发条222的作用下开始转动，外环213转动会带动定杆214转动，定杆214转动会带动动杆215转动，动杆215转动会带动齿条216直线移动，齿条216移动会带动压力齿轮217转动，通过第二变速箱218使得注压齿轮226转动，注压齿轮226转动就会带动螺母齿轮225转动，螺母齿轮225转动带动注压嘴224插入油嘴1071中，启动电磁铁212，然后向油封壳107内充压，使得挤压夹紧块110夹持住钻杆4，断开电磁铁212，使得外环213继续转动，此时齿条216朝向相反的方向移动，使得压力齿轮217的转动方向相反，从而使得注压嘴224与油嘴1071分离，当磁性单向阀门片111向下移动时，磁性单向阀门片111会抵住挤压块307的上表面，然后向下按压挤压块307，挤压块307会通过升降块306向下压按压弹簧304，同时引导杆308会沿着垂直边3091向下移动，当引导杆308移动到单向凸块3092的时候，由于单向凸块3092的限制会使得引导块309整体向后推，使得补偿簧311压缩，当引导杆308越过单向凸块3092的时候，此时挤压块307也会跟随引导杆308做同步移动，在这个过程中磁性单向阀门片111已经与挤压块307分离，弹性组件303也会压缩，然后引导杆308沿着退缩边3094和上升边3093恢复到初始位置。在执行齿轮108经过柔性动力板202的时候，会带动柔性动力板202向上移动，当柔性动力板202移动到极限位置时，会发生弯曲，从而不再阻碍执行齿轮108的移动，在柔性动力板202向上移动的过程中，柔性动力板202会通过棘轮组206带动第一变速箱207的输入轴转动，当柔性动力板202向下移动时则不会带动第一变速箱207的输入轴转动，第一变速箱207的输出轴通过带传动机构209带动棘爪轴219定向转动，从而给发条222蓄力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种花岗岩类热储地热资源用探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、结合测温孔获取深部地热参数，用以评价深部地热资源潜力；
S2、通过浅部热特征分析深部热状况，选择在水热型地热田外围开展深部地热资源探测；
S3、开展深部地热资源探测，通过钻探组件将测温孔应布设在热流径流方向，揭露深部热储形态；
S4、通过测温孔获取地温梯度、岩石热导率、岩石放射性生热率、孔隙度、裂隙发育程度及发育方向指标参数，指导深部地热资源开发利用；
S5、利用测温孔获取地温梯度、岩石热导率、岩石生热率参数计算大地热流值，分析岩石圈结构，进行深部热源分析及温度预测。
2.一种花岗岩类热储地热资源用探测装置，其特征在于：包括钻探组件，所述钻探组件包括支撑模块，所述支撑模块包括机架（101），机架（101）上转动安装有链传动机构（102），所述机架（101）上还固定安装有导向杆（103），导向杆（103）上滑动安装有基座（104），基座（104）固定安装在链传动机构（102）上，所述基座（104）上固定安装有钻探电机（105）和油封壳（107）。
3.根据权利要求2所述的一种花岗岩类热储地热资源用探测装置，其特征在于：所述油封壳（107）上转动安装有转动油封块（109），转动油封块（109）上固定安装有执行齿轮（108），所述钻探电机（105）的输出轴上固定安装有主动齿轮（106），主动齿轮（106）与执行齿轮（108）相啮合，所述转动油封块（109）设置有三个滑道，每个滑道内均滑动安装有用于夹持钻杆（4）的挤压夹紧块（110），所述油封壳（107）上还设置有油嘴（1071），油嘴（1071）设置有磁性单向阀门片（111）。
4.根据权利要求3所述的一种花岗岩类热储地热资源用探测装置，其特征在于：所述的钻探组件还包括控制模块，所述控制模块包括调节基座（201），调节基座（201）上固定安装有动力板支架（203），动力板支架（203）上滑动安装有柔性动力板（202），柔性动力板（202）上固定安装有铁块（205），并且动力板支架（203）上还固定安装有与铁块（205）磁吸配合的吸铁石（204），所述调节基座（201）上通过变速箱支架（208）固定安装有第一变速箱（207），棘轮组（206）的输入轴上固定安装有棘轮组（206），棘轮组（206）与柔性动力板（202）的侧边齿轮啮合。
5.根据权利要求4所述的一种花岗岩类热储地热资源用探测装置，其特征在于：所述调节基座（201）上固定安装有蓄能台（210），蓄能台（210）上固定安装有外环支架（211），外环支架（211）上转动安装有外环（213），所述外环支架（211）上设置有开口，开口内滑动连接有电磁铁（212），电磁铁（212）与外环（213）摩擦接触配合，所述蓄能台（210）上固定安装有棘爪限位环支架（220），棘爪限位环支架（220）上通过棘爪限位环（221）转动安装有棘爪轴（219），棘爪轴（219）固定安装在发条（222）靠近中心的一端，发条（222）的另一端与外环（213）相固定。
6.根据权利要求5所述的一种花岗岩类热储地热资源用探测装置，其特征在于：所述棘爪轴（219）与第一变速箱（207）的输出轴通过带传动机构（209）传动连接，所述外环（213）上固定安装有定杆（214），定杆（214）上转动安装有动杆（215），所述蓄能台（210）上还滑动安装有齿条（216），齿条（216）与动杆（215）转动连接，所述齿条（216）与压力齿轮（217）相啮合，压力齿轮（217）固定安装在第二变速箱（218）的输入轴上，第二变速箱（218）固定安装在注压架（223）上，注压架（223）固定安装在调节基座（201）上。
7.根据权利要求6所述的一种花岗岩类热储地热资源用探测装置，其特征在于：所述注压架（223）上通过花键滑动安装有注压嘴（224），注压嘴（224）上设置有螺纹，并且注压嘴（224）上螺纹安装有螺母齿轮（225），螺母齿轮（225）齿轮啮合有注压齿轮（226），注压齿轮（226）固定安装在第二变速箱（218）的输出轴上。
8.根据权利要求7所述的一种花岗岩类热储地热资源用探测装置，其特征在于：所述的钻探组件还包括触发模块，所述触发模块包括固定安装在调节基座（201）上的滑动基板（301），滑动基板（301）上滑动安装有滑动板（302），滑动板（302）与滑动基板（301）之间还固定安装有弹性组件（303），所述滑动板（302）上固定安装有至少两根滑动杆（305），滑动杆（305）上滑动安装有升降块（306），滑动杆（305）上还环绕有弹簧（304），弹簧（304）的两端分别与升降块（306）和滑动板（302）固定连接，所述升降块（306）上固定安装有挤压块（307），挤压块（307）与磁性单向阀门片（111）接触滑动配合。
9.根据权利要求8所述的一种花岗岩类热储地热资源用探测装置，其特征在于：所述滑动基板（301）上固定安装有引导块支架（312），引导块支架（312）上通过补偿杆（310）滑动安装有引导块（309），引导块（309）与补偿杆（310）之间固定安装有补偿簧（311），补偿簧（311）环绕在补偿杆（310）上，所述挤压块（307）与引导块（309）通过引导杆（308）滑动配合。
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