CN115877442A - 一种深孔地震计固定装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种深孔地震计固定装置，包括地震计、钻孔套管、密封筒、定位组件和固定机构；固定机构包括上环盖、下环壳、弹性推杆、水平推压块、竖向推压台、锁止组件、螺杆和驱动器；驱动器驱动螺杆旋转，使竖向推压台升降，当竖向推压台下移时竖向推压台依次推动水平推压块、弹性推杆向锚固穿孔的方向移动，至锚固部从锚固穿孔处穿出并嵌入岩体内停止，同时竖向推压台带动锁止套件的下端穿过锁止通孔并锁入锁槽内，使固定机构、密封筒、钻孔套管与钻孔岩体形成整体结构，当竖向推压台上移时，竖向推压台带动锁止套件脱离下环壳，弹性推杆复位带动锚固部移动至钻孔套管内。本申请的深孔地震计固定装置，可提高深孔地震计的稳固性。
Description
技术领域
本申请涉及深孔地震计安装技术领域，具体涉及一种深孔地震计固定装置。
背景技术
随着社会的不断发展，现代化工业制造和交通工具对地震台站的干扰越来越严重，导致地面台站观测数据质量已经不能满足地震监测预报和地球科学研究的需要，深孔地震计能够有效地降低工业制造和交通工具带来的高频影响，还能够避免宽频带或甚宽频带地震计受地面温度变化而产生的长周期漂移。深孔地震计的安装、运行稳定是获取高数据质量的重要因素。
中国发明专利公开一种井下地震计安装装置(2021116624819)，包括应力解除器、重力扶正器、密封筒和卡井机构，地震计设于密封筒内，当卡井机构和密封筒依次落井之后，重力扶正器不再受向下的牵引力，基座受重力作用向下运动，上卡井爪的滑动端滑动至上限位置，上卡井爪撑开、与井壁卡紧，由于重力扶正器固定不动，与之连接的密封筒保持不动，能够将密封筒及其内的井下地震计的上端扶正和卡紧，有效防止井下地震计在井内倾斜晃动，保证井下地震计处于正常工作状态。该地震计安装装置利用上卡井爪撑开、与井壁卡紧实现固定，但井壁岩石(软弱层)随着时间的推移会出现岩石脱落、塌孔等安全隐患，不利于地震计长久有效安全的运行。
发明内容
有鉴于此，本申请提出一种深孔地震计固定装置，以提高深孔地震计的稳固性。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
一种深孔地震计固定装置，包括地震计，还包括钻孔套管、密封筒、定位组件和固定机构；
所述钻孔套管内壁的下部设有呈水平状态的支撑环板，所述支撑环板的上环面等距间隔设有多个第一连接件，所述钻孔套管的内壁环向上间隔开设有至少两个位于第一连接件上方的锚固穿孔；
所述密封筒固定包裹在地震计的外侧；
所述定位组件包括固定在密封筒下端面的上定位座和固定在孔底的下定位座，所述上定位座与下定位座上下插接配合；
所述固定机构包括上环盖、下环壳、弹性推杆、水平推压块、竖向推压台、锁止组件、螺杆和驱动器；
所述上环盖与下环壳上下同轴固接成一体，所述上环盖的中心设有螺杆穿孔，所述螺杆的下端活动穿过螺杆穿孔并与密封筒的上端可转动连接，所述螺杆的上端与驱动器的动力输出端可拆卸连接，所述下环壳的下端面设有第二连接件，所述下环壳通过第一连接件与第二连接件配合可拆卸设于支撑环板上，所述下环壳的内环端和外环端均为开口端，所述下环壳的腔体内径向上围绕下环壳中心轴固设有与锚固穿孔一一对应且同轴的弹簧筒，所述弹性推杆与弹簧筒一一对应设置，每个弹性推杆的主体部装设于弹簧筒内，每个弹性推杆靠近下环壳内环侧的端部固设有水平推压块，每个弹性推杆靠近下环壳外环侧的端部固设有锚固部，所述竖向推压台螺套于螺杆，所述锁止组件包括升降板和锁止套件，所述升降板与竖向推压台固接，所述锁止套件贯穿升降板，所述下环壳开设有锁止通孔，所述水平推压块的上端面开设有锁槽；
所述下环壳的下端面与密封筒的上端面通过连接套连接；
其中，所述驱动器驱动螺杆旋转，使螺套于螺杆的竖向推压台升降，当竖向推压台下移时所述竖向推压台依次推动水平推压块、弹性推杆沿下环壳径向向锚固穿孔的方向移动，直至锚固部从锚固穿孔处穿出钻孔套管并嵌入岩体内停止，同时竖向推压台带动锁止套件的下端穿过锁止通孔并锁入锁槽内，使固定机构、密封筒、钻孔套管与钻孔岩体形成整体结构，当竖向推压台上移时，竖向推压台带动锁止套件脱离下环壳，所述弹性推杆复位带动锚固部移动至钻孔套管内。
为更好的实现上述技术方案，可选的，所述锁止套件包括锁杆本体和拉伸弹簧，所述升降板上开设有锁杆穿孔，所述锁杆本体活动穿设锁杆穿孔，所述锁杆本体的上端设有位于升降板上方的端帽，所述锁杆本体的下端设有位于升降板下方的锁止部，所述锁杆本体上外套有位于端帽与升降板之间的拉伸弹簧，且拉伸弹簧的下端与升降板固接，拉伸弹簧的上端与端帽固接。
可选的，所述弹性推杆包括推杆本体和外套于推杆本体的压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与水平推压块固接，所述压缩弹簧的另一端抵压在弹簧筒的内底部，当锁止部卡入锁槽内，所述压缩弹簧呈紧压缩状态且整体位于弹簧筒内，当锁止部脱离锁槽时，所述压缩弹簧呈松压缩状态或复位状态，且压缩弹簧部分结构位于弹簧筒外。
可选的，所述螺杆穿孔的内壁装设于与螺杆螺纹连接的固定螺母。
可选的，所述竖向推压台为上端面大于下端面的锥台体，所述水平推压块在与锥台体相接触的端面为斜切面，所述水平推压块的斜切面和锥台体的圆锥面均为粗糙面。
可选的，所述锚固部为圆锥形结构体。
可选的，所述上环盖的内环壁以上环盖的中心轴为对称轴对称开设有滑槽，所述升降板一直径的两端设有与滑槽滑动配合的滑动部。
可选的，所述驱动器与螺杆的上端通过连接器可拆卸连接。
可选的，所述弹簧筒在下环壳上端面的投影位于锁止通孔与下环壳外环面之间。
本申请的有益效果：
本申请的深孔地震计固定装置，电机驱动螺杆正向旋转，螺杆带动竖向推压台下移，竖向推压台在下移过程中，挤压驱动水平推压块向所对应的锚固穿孔方向移动，水平推压块在移动过程中推动弹性推杆向所对应的锚固穿孔方向移动，同时弹性推杆移动推动锚固部从锚固穿孔处穿出钻孔套管并嵌入岩体内停止，锚固部在移动过程中，竖向推压台带动锁止套件的锁止部穿过锁止通孔并锁入锁槽内，使固定机构、密封筒、钻孔套管与钻孔岩体形成整体结构，该固定方式结构简单、调整便利，稳固性高。当电机驱动螺杆反向旋转时，螺杆带动竖向推压台上移，竖向推压台在上移过程中，竖向推压台带动锁止套件脱离下环壳，弹性推杆受压缩弹簧复位作用带动锚固部移动至钻孔套管内，可实现地震计回收或重新更换新的地震计，大大降低深孔地震计安装成本，同时提高了深孔地震计稳固性。
附图说明
图1是本申请实施例一种深孔地震计固定装置解锁状态的结构示意图；
图2是本申请实施例一种深孔地震计固定装置锁止状态的结构示意图。
附图标记中：
地震计10、钻孔套管20、支撑环板21、第一连接件22、锚固穿孔23、密封筒30、连接套31、固定套32、上定位座41、下定位座42、上环盖51、螺杆穿孔511、固定螺母512、滑槽513、下环壳52、第二连接件521、弹簧筒522、锁止通孔523、推杆本体531、压缩弹簧532、锚固部553、水平推压块54、锁槽541、竖向推压台55、螺杆56、驱动器57、升降板581、锁杆穿孔5811、滑动部5812、锁杆本体582、端帽583、锁止部584、拉伸弹簧585、连接器59。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例，对本申请的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
请参阅图1和图2，本申请实施例公开一种深孔地震计固定装置，包括地震计10、钻孔套管20、密封筒30、定位组件和固定机构。
如图1所示，钻孔套管20内壁的下部设有呈水平状态的支撑环板21，支撑环板21与钻孔套管20为一体结构，支撑环板21的上环面等距间隔设有多个第一连接件22，第一连接件22优选凸点或插柱，第一连接件22的数量为三个或四个，钻孔套管20的内壁环向上间隔开设有至少两个位于第一连接件22上方的锚固穿孔23，单个锚固穿孔23对应的圆心角介于30°-60°之间。
在本申请的实施例中，锚固穿孔23优选四个，每个锚固穿孔23所对应的圆心角为30°。
密封筒30固定包裹在地震计10的外侧，密封筒30优选现有技术中常见的单层或多层防渗水、防气压密封结构体。
如图1所示，定位组件包括固定在密封筒30下端面的上定位座41和固定在孔底的下定位座42，上定位座41与下定位座42上下插接配合，具体的，下定位座42通过固定材料(如水泥浆)固定在孔底，下定位座42上设有水平传感器，固定时要保持上定位座41上端面呈水平状态，下定位座42的上端面均匀分布有多个插接孔，上定位座41的下端面设有与插接孔一一配合的插接部，上定位座41与下定位座42通过插接部与插接孔插接配合连接。
固定机构包括上环盖51、下环壳52、弹性推杆、水平推压块54、竖向推压台55、锁止组件、螺杆56和驱动器57；
如图1所示，上环盖51与下环壳52上下同轴固接成一体，具体的，上环盖51的下端环面与下环壳52的上端环面固接成一体，上环盖51的中心设有螺杆穿孔511，螺杆56的下端活动穿过螺杆穿孔511并与密封筒30的上端可转动连接，具体的，螺杆56的下端设有光杆部，密封筒30的上端中心设有供光杆部转动的固定套32，光杆部和固定套32以螺杆56的中心轴为旋转轴相对转动配合。
螺杆56的上端与驱动器57的动力输出端可拆卸连接，具体的，驱动器57优选电机，驱动器57的输出端设有驱动部，螺杆56的上端设有连接器59，驱动部与连接器59插接配合，驱动器57不使用时，可将驱动器57从钻孔内取出。
下环壳52的下端面设有第二连接件521，下环壳52通过第一连接件22与第二连接件521配合可拆卸设于支撑环板21上，具体的，第二连接件521为与第一连接件22配合的凹槽或插孔，第二连接件521与第一连接件22可拆卸配合，可使下环壳52安装在支撑环板21上。
下环壳52的内环端和外环端均为开口端，下环壳52的腔体内径向上围绕下环壳52中心轴固设有与锚固穿孔23一一对应且同轴的弹簧筒522，弹性推杆与弹簧筒522一一对应设置，每个弹性推杆的主体部均装设于弹簧筒522内，每个弹性推杆靠近下环壳52内环侧的端部固设有水平推压块54，每个弹性推杆靠近下环壳52外环侧的端部固设有锚固部553，锚固部553优选圆锥形结构体，锚固部553的自由端为尖端，利于锚固部553嵌入岩体内。竖向推压台55螺套于螺杆56，具体的，竖向推压台55为上端面大于下端面的锥台体，水平推压块54在与锥台体相接触的端面为斜切面，水平推压块54的斜切面和锥台体的圆锥面均为粗糙面，即竖向推压台55在下移过程中，圆锥面的下部至上部依次与斜切面移动配合，可推动水平推压块54沿弹簧筒522的中心轴向靠近弹簧筒522的方向移动，水平推压块54在向靠近弹簧筒522的方向移动过程中，弹性推杆的弹性部不断压缩。
如图1和图2所示，锁止组件包括升降板581和锁止套件，升降板581与竖向推压台55固接，具体的，升降板581与竖向推压台55为一体结构，上环盖51的内环壁以上环盖51的中心轴为对称轴对称开设有两条滑槽513，升降板581一直径的两端设有与滑槽513滑动配合的滑动部5812，滑动部5812与滑槽513间隙配合，以使螺杆56驱动升降板581只能上下升降。
锁止套件贯穿升降板581，下环壳52开设有锁止通孔523，锁止通孔523为圆环结构，水平推压块54的上端面开设有锁槽541，当锁止套件穿过锁止通孔523并锁入锁槽541内，即可对水平推压块54进行了锁定。
下环壳52的下端面与密封筒30的上端面通过连接套31连接，连接套31为环形结构。
其中，驱动器57驱动螺杆56旋转，使螺套于螺杆56的竖向推压台55升降，当竖向推压台55下移时，竖向推压台55依次推动水平推压块54、弹性推杆沿下环壳52径向向锚固穿孔23的方向移动，直至锚固部553从锚固穿孔23处穿出钻孔套管20并嵌入岩体内停止，同时竖向推压台55带动锁止套件的下端穿过锁止通孔523并锁入锁槽541内，使固定机构、密封筒30、钻孔套管20与钻孔岩体形成整体结构，当竖向推压台55上移时，竖向推压台55带动锁止套件脱离下环壳52，弹性推杆复位带动锚固部553移动至钻孔套管20内。
在本申请一个可选的实施例中，锁止套件包括锁杆本体582和拉伸弹簧585，升降板581上开设有锁杆穿孔5811，锁杆本体582活动穿设锁杆穿孔5811，锁杆本体582的上端设有位于升降板581上方的端帽583，锁杆本体582的下端设有位于升降板581下方的锁止部584，锁杆本体582上外套有位于端帽583与升降板581之间的拉伸弹簧585，且拉伸弹簧585的下端与升降板581固接，拉伸弹簧585的上端与端帽583固接。
在本申请一个可选的实施例中，弹性推杆包括推杆本体531和外套于推杆本体531的压缩弹簧532，压缩弹簧532的一端与水平推压块54固接，压缩弹簧532的另一端抵压在弹簧筒522的内底部，当锁止部584卡入锁槽541内，压缩弹簧532呈紧压缩状态且整体位于弹簧筒522内，当锁止部584脱离锁槽541时，压缩弹簧532呈松压缩状态或复位状态，且部分位于弹簧筒522外。
在本申请一个可选的实施例中，螺杆穿孔511的内壁装设于与螺杆56螺纹连接的固定螺母512，设置固定螺母512可提高螺杆56旋转时的稳固性。
在本申请一个可选的实施例中，弹簧筒522在下环壳52上端面的投影位于锁止通孔523与下环壳52外环面之间，以避免弹簧筒522对锁止部584形成干扰，当锁止通孔523与锁槽541上下正对时，锁止部584完全锁入锁槽541。
本申请一种深孔地震计固定装置使用前，钻孔内安装钻孔套管20，使用时，先将下定位座42固定在钻孔的底部并调平，然后使用线缆将地震计固定装置整体放置在钻孔底部，使上定位座41与下定位座42连接、第一连接件22与第二连接件521连接，之后，电机驱动螺杆56正向旋转，螺杆56带动竖向推压台55下移，竖向推压台55在下移过程中，挤压驱动水平推压块54向所对应的锚固穿孔23方向移动，水平推压块54在移动过程中推动弹性推杆向所对应的锚固穿孔23方向移动，同时弹性推杆移动推动锚固部553从锚固穿孔23处穿出钻孔套管20并嵌入岩体内停止，锚固部553在移动过程中，竖向推压台55带动锁止套件的锁止部584穿过锁止通孔523并锁入锁槽541内，使固定机构、密封筒30、钻孔套管20与钻孔岩体形成整体结构，该固定方式结构简单、调整便利，稳固性高。当电机驱动螺杆56反向旋转时，螺杆56带动竖向推压台55上移，竖向推压台55在上移过程中，竖向推压台55带动锁止套件脱离下环壳52，弹性推杆受压缩弹簧532复位作用带动锚固部553移动至钻孔套管20内，可实现地震计回收或重新更换新的地震计，大大降低深孔地震计安装成本，同时提高了深孔地震计稳固性。
以上，结合具体实施例对本申请的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本申请的思想。本领域技术人员在本申请具体实施例的基础上做出的推导和变形也属于本申请保护范围之内。
Claims (9)
1.一种深孔地震计固定装置，包括地震计(10)，其特征在于，还包括钻孔套管(20)、密封筒(30)、定位组件和固定机构；
所述钻孔套管(20)内壁的下部设有呈水平状态的支撑环板(21)，所述支撑环板(21)的上环面等距间隔设有多个第一连接件(22)，所述钻孔套管(20)的内壁环向上间隔开设有至少两个位于第一连接件(22)上方的锚固穿孔(23)；
所述密封筒(30)固定包裹在地震计(10)的外侧；
所述定位组件包括固定在密封筒(30)下端面的上定位座(41)和固定在孔底的下定位座(42)，所述上定位座(41)与下定位座(42)上下插接配合；
所述固定机构包括上环盖(51)、下环壳(52)、弹性推杆、水平推压块(54)、竖向推压台(55)、锁止组件、螺杆(56)和驱动器(57)；
所述上环盖(51)与下环壳(52)上下同轴固接成一体，所述上环盖(51)的中心设有螺杆穿孔(511)，所述螺杆(56)的下端活动穿过螺杆穿孔(511)并与密封筒(30)的上端可转动连接，所述螺杆(56)的上端与驱动器(57)的动力输出端可拆卸连接，所述下环壳(52)的下端面设有第二连接件(521)，所述下环壳(52)通过第一连接件(22)与第二连接件(521)配合可拆卸设于支撑环板(21)上，所述下环壳(52)的内环端和外环端均为开口端，所述下环壳(52)的腔体内径向上围绕下环壳(52)中心轴固设有与锚固穿孔(23)一一对应且同轴的弹簧筒(522)，所述弹性推杆与弹簧筒(522)一一对应设置，每个弹性推杆的主体部装设于弹簧筒(522)内，每个弹性推杆靠近下环壳(52)内环侧的端部固设有水平推压块(54)，每个弹性推杆靠近下环壳(52)外环侧的端部固设有锚固部(553)，所述竖向推压台(55)螺套于螺杆(56)，所述锁止组件包括升降板(581)和锁止套件，所述升降板(581)与竖向推压台(55)固接，所述锁止套件贯穿升降板(581)，所述下环壳(52)开设有锁止通孔(523)，所述水平推压块(54)的上端面开设有锁槽(541)；
所述下环壳(52)的下端面与密封筒(30)的上端面通过连接套(31)固接；
其中，所述驱动器(57)驱动螺杆(56)旋转，使螺套于螺杆(56)的竖向推压台(55)升降，当竖向推压台(55)下移时，所述竖向推压台(55)依次推动水平推压块(54)、弹性推杆沿下环壳(52)径向向锚固穿孔(23)的方向移动，直至锚固部(553)从锚固穿孔(23)处穿出钻孔套管(20)并嵌入岩体内停止，同时竖向推压台(55)带动锁止套件的下端穿过锁止通孔(523)并锁入锁槽(523)内，使固定机构、密封筒(30)、钻孔套管(20)与钻孔岩体形成整体结构，当竖向推压台(55)上移时，竖向推压台(55)带动锁止套件脱离下环壳(52)，所述弹性推杆复位带动锚固部(553)移动至钻孔套管(20)内。
2.根据权利要求1所述的一种深孔地震计固定装置，其特征在于，所述锁止套件包括锁杆本体(582)和拉伸弹簧(585)，所述升降板(581)上开设有锁杆穿孔(5811)，所述锁杆本体(582)活动穿设锁杆穿孔(5811)，所述锁杆本体(582)的上端设有位于升降板(581)上方的端帽(583)，所述锁杆本体(582)的下端设有位于升降板(581)下方的锁止部(584)，所述锁杆本体(582)上外套有位于端帽(583)与升降板(581)之间的拉伸弹簧(585)，所述拉伸弹簧(585)的下端与升降板(581)固接，所述拉伸弹簧(585)的上端与端帽(583)固接。
3.根据权利要求2所述的一种深孔地震计固定装置，其特征在于，所述弹性推杆包括推杆本体(531)和外套于推杆本体(531)的压缩弹簧(532)，所述压缩弹簧(532)的一端与水平推压块(54)固接，所述压缩弹簧(532)的另一端抵压在弹簧筒(522)的内底部，当锁止部(584)卡入锁槽(541)内时，所述压缩弹簧(532)呈紧压缩状态且整体位于弹簧筒(522)内，当锁止部(584)脱离锁槽(541)时，所述压缩弹簧(532)呈松压缩状态或复位状态，且压缩弹簧(532)部分结构位于弹簧筒(522)外。
4.根据权利要求1所述的一种深孔地震计固定装置，其特征在于，所述螺杆穿孔(511)的内壁装设于与螺杆(56)螺纹连接的固定螺母(512)。
5.根据权利要求1所述的一种深孔地震计固定装置，其特征在于，所述锚固部(553)为圆锥形结构体。
6.根据权利要求1所述的一种深孔地震计固定装置，其特征在于，所述竖向推压台(55)为上端面大于下端面的锥台体，所述水平推压块(54)在与锥台体相接触的端面为斜切面，所述水平推压块(54)的斜切面和锥台体的圆锥面均为粗糙面。
7.根据权利要求1所述的一种深孔地震计固定装置，其特征在于，所述上环盖(51)的内环壁以上环盖(51)的中心轴为对称轴对称开设有滑槽(513)，所述升降板(581)一直径的两端设有与滑槽(513)滑动配合的滑动部(5812)。
8.根据权利要求1所述的一种深孔地震计固定装置，其特征在于，所述驱动器(57)与螺杆(56)的上端通过连接器(59)可拆卸连接。
9.根据权利要求1所述的一种深孔地震计固定装置，其特征在于，所述弹簧筒(522)在下环壳(52)上端面的投影位于锁止通孔(523)与下环壳(52)外环面之间。
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