CN117145452B - 一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构 - Google Patents

一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，包括上保护管、下保护管、升降驱动组件和仪器舱，升降驱动组件包括驱动电机以及升降轴；驱动电机竖直设置与上保护管内，驱动电机输出轴下端设有一升降螺纹套，下保护管顶部设有保护套以及多个传动凸齿，仪器舱设置于保护套内，升降轴下端固定连接于保护套顶部。本发明的有益效果为：该传动机构的驱动电机可驱动升降螺纹套转动从而通过升降轴带动下保护管上升或下降。下保护管升降至顶部，可使上保护管、下保护管合拢，上保护管向下保护管传递扭矩；下保护管下降，可使上保护管、下保护管分离，从而使位于下保护管内的仪器舱露出，对地下空区进行直接探测。

Description

一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构
技术领域
本发明涉及地层探测技术领域，具体为一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构。
背景技术
目前，地球物理勘探技术及装备已比较成熟，但是，由于深部地下采空区地质条件复杂、井下环境及空区形态未知，要准确获取地下空区的基本情况，仅仅通过间接的地球物理探测还远远不够，需要研究如何直接进入到空区内实现直观窥视与测量。进入到空区内实现直观窥视与测量通常通过多种传感器实现，传感器内设有精密器件(电子或机械器件)，且传感器需要随钻杆延伸至地下空区，钻杆在钻进过程中需要承受较大转动载荷，如何在钻进回转过程中保护核心传感器，且在转进至地下空区后，露出传感器时地下空区探测的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，包括上保护管、下保护管、升降驱动组件和仪器舱，所述仪器舱内设有多种传感器，用于对地下空区进行探测，
所述上保护管下端设有多个上啮合结构，
所述下保护管顶部设有保护套以及多个下啮合结构，所述仪器舱设置于保护套内；
所述升降驱动组件用于带动所述保护套和下保护管升降，使上保护管、下保护管分离或合拢；所述上啮合结构用于与下啮合结构相互啮合，使上保护管向下保护管传递扭矩。
进一步地，所述升降驱动组件包括驱动电机以及升降轴；
所述驱动电机竖直设置于所述上保护管内，驱动电机输出轴下端设有一升降螺纹套，限位挡板中部设有限位孔以及限位槽，
所述升降轴下端固定连接于保护套顶部，升降轴上端外壁设有螺纹，并延伸至升降螺纹套内，所述升降轴下端侧壁设有限位凸块，所述升降轴穿过所述限位孔，所述限位凸块位于所述限位槽内；所述驱动电机用于带动所述升降螺纹套转动，从而通过升降轴带动下保护管升降。
进一步地，所述上啮合结构为传动槽，所述下啮合结构为传动凸齿。
进一步地，所述升降轴上还套有一避震弹簧，所述避震弹簧上端抵住所述限位挡板，所述避震弹簧下端抵住所述保护套。
进一步地，所述避震弹簧为螺旋弹簧。
进一步地，所述上保护管下端为内凹斜面，所述限位槽位于所述内凹斜面上，所述下保护管顶部设有锥形斜面，所述传动凸齿设置于所述锥形斜面上。
进一步地，所述保护套由透明材质制成。
进一步地，所述限位槽和所述限位凸块数量均为两个，两所述限位槽位于所述限位孔两侧。
进一步地，所述限位槽内设有一密封圈，所述密封圈位于所述升降轴外壁和限位槽内壁之间。
本发明一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构的有益效果为：该上下分离式探测仪器保护管传动机构包括上保护管、下保护管、升降驱动组件和仪器舱；其中上保护管内设有驱动电机、驱动电机下端设有升降螺纹套，下保护管顶部设有升降轴，升降轴通过螺纹连接的方式延伸至升降螺纹套内，驱动电机可驱动升降螺纹套转动从而通过升降轴带动下保护管上升或下降。下保护管升降至顶部，可使上保护管、下保护管合拢，上保护管、下保护管合拢后通过传动凸齿嵌入传动槽内，使上保护管向下保护管传递扭矩，从而承受较大转动载荷；下保护管下降，可使上保护管、下保护管分离，从而使位于传感器内的仪器舱露出，仪器舱露出后可使仪器舱内的传感器对地下空区进行直接探测，解决地下空区探测难题。
附图说明
图1是本发明一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构的分离时的内部结构示意图。
图2是图1中A-A处的截面图。
图3是本发明一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构的合拢时的内部结构示意图。
图4是图3中B-B处的截面图。
上述图中：1-上保护管，11-传动槽，12-限位挡板，13-限位孔，14-限位槽，2-下保护管，21-传动凸齿，22-保护套，3-驱动电机，31-升降螺纹套，4-升降轴，41-限位凸块，5-仪器舱，6-减震弹簧。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1至图4，一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，包括上保护管1、下保护管2、升降驱动组件和仪器舱5；所述升降驱动组件包括驱动电机3以及升降轴4。
其中，上保护管1上端与上部钻杆相连，下保护管2下端与钻机钻头直接相连或通过下端钻杆与钻机钻头相连，该传动机构嵌入钻杆下端作为钻杆一部分。
所述上保护管1下端设有多个上啮合结构，本实施例中，上啮合结构为传动槽11，上保护管2内设有限位挡板12，限位挡板12中部设有限位孔13以及限位槽14；所述驱动电机3竖直向下设置于所述上保护管1内，驱动电机3输出轴上端位于驱动电机3内，输出轴下端设有一升降螺纹套31，升降螺纹套31内壁设有内螺纹。上保护管1内设有限位挡板12，限位挡板12中部设有限位孔13以及限位槽14；限位槽14数量为两个，两个限位槽14分别位于限位孔13两侧。
所述下保护管2顶部设有一由透明且高强度材质制成的保护套22以及多个下啮合结构，本实施例中，下啮合结构为传动凸齿21，所述仪器舱5设置于保护套22内，其中仪器舱5内设有多种传感器，该传感器包括视频传感器、音频传感器、激光传感器、声呐传感器，仪器舱5内传感器用于对地下空区进行多维度探测，实现对地下空区的直观窥视与测量。所述传动凸齿21围绕所述保护套22均匀设置，传动凸齿21和传动槽11一一对应。
所述升降轴4下端固定连接于保护套22顶部，升降轴4上端外壁设有外螺纹，并延伸至升降螺纹套31内，升降轴4上端外螺纹与升降螺纹套内的内螺纹配合。所述升降轴4下端侧壁设有两限位凸块41，所述升降轴4穿过所述限位孔13，两所述限位凸块41位于分别两所述限位槽14内；升降轴4可升降地设置于限位孔13内，限位凸块41和限位槽14结构防止升降轴4在升降过程中转动。
所述驱动电机3用于带动所述升降螺纹套31转动，从而通过升降轴4带动下保护管2升降，使上保护管1、下保护管2分离或合拢；所述传动凸齿21用于嵌入传动槽11内，使上保护管1向下保护管2传递扭矩。
进一步地，所述升降轴4上还套有一避震弹簧6，所述避震弹簧6上端抵住所述限位挡板12，所述避震弹簧6下端抵住所述保护套22。所述避震弹簧6为螺旋弹簧。
进一步地，所述上保护管1下端为内凹斜面，所述传动槽11位于所述内凹斜面上，所述下保护管2顶部为锥形斜面，所述传动凸齿21设置于所述锥形斜面上。上保护管1下端为内凹斜面和下保护管2顶部为锥形斜面保证上保护管1和下保护管2能准确合拢，提高二者对中性。
进一步地，所述限位孔内设有一密封圈，所述密封圈位于所述升降轴外壁和限位槽14内壁之间，密封圈保证升降轴能在限位孔内升降的条件下防止地下空区杂质进入上保护管内。
本发明的一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构的工作过程为：该上下分离式探测仪器保护管传动机构的上保护管1上端与钻杆相连，下保护管2下端与钻机钻头相连，该上下分离式探测仪器保护管传动机构为钻杆的一部分，钻杆钻进时，上保护管1、下保护管2合拢，下保护管1上端的传动凸齿11嵌入上保护管2下端的传动槽11内，该传动机构可传递较大的转动载荷，钻杆通过传动机构带动钻机钻头转动进行钻进，直至该传动机构进入地下空区；该传动机构进入地下空区后，上保护管1内的驱动电机3带动升降螺纹套31转动，使升降轴4下降，从而使上保护管1、下保护管2分离；上保护管1、下保护管2分离后，下保护管2上端的保护套22以及其内的仪器舱5露出，仪器舱5内的多种传感器对地下空区进行探测，从而实现地下空区的直观窥视与测量。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，其特征在于：包括上保护管、下保护管、升降驱动组件和仪器舱，所述仪器舱内设有多种传感器，用于对地下空区进行探测，
所述上保护管下端设有多个上啮合结构，
所述下保护管顶部设有保护套以及多个下啮合结构，所述仪器舱设置于保护套内；
所述升降驱动组件用于带动所述保护套和下保护管升降，使上保护管、下保护管分离或合拢；所述上啮合结构用于与下啮合结构相互啮合，使上保护管向下保护管传递扭矩；
所述升降驱动组件包括驱动电机以及升降轴；
所述驱动电机竖直设置于所述上保护管内，驱动电机输出轴下端设有一升降螺纹套，限位挡板中部设有限位孔以及限位槽，
所述升降轴下端固定连接于保护套顶部，升降轴上端外壁设有螺纹，并延伸至升降螺纹套内，所述升降轴下端侧壁设有限位凸块，所述升降轴穿过所述限位孔，所述限位凸块位于所述限位槽内；所述驱动电机用于带动所述升降螺纹套转动，从而通过升降轴带动下保护管升降。
2.根据权利要求1所述的一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，其特征在于：所述上啮合结构为传动槽，所述下啮合结构为传动凸齿。
3.根据权利要求2所述的一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，其特征在于：所述升降轴上还套有一避震弹簧，所述避震弹簧上端抵住所述限位挡板，所述避震弹簧下端抵住所述保护套。
4.根据权利要求3所述的一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，其特征在于：所述避震弹簧为螺旋弹簧。
5.根据权利要求2所述的一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，其特征在于：所述上保护管下端为内凹斜面，所述限位槽位于所述内凹斜面上，所述下保护管顶部设有锥形斜面，所述传动凸齿设置于所述锥形斜面上。
6.根据权利要求2所述的一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，其特征在于：所述保护套由透明材质制成。
7.根据权利要求2所述的一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，其特征在于：所述限位槽和所述限位凸块数量均为两个，两所述限位槽位于所述限位孔两侧。
8.根据权利要求2所述的一种用于深地探测的上下分离式探测仪器保护管传动机构，其特征在于：所述限位槽内设有一密封圈，所述密封圈位于所述升降轴外壁和限位槽内壁之间。
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