CN117803384A - 一种浅层地热数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浅层地热数据采集装置，包括偏移转向式钻进机构、循迹式方向控制机构和滑套式检测机构。本发明属于地下钻探技术领域，具体是指一种浅层地热数据采集装置；本发明提出了能够主动控制前进方向的偏移转向式钻进机构，与地面上的遥感终端配合能够远程控制钻进的深度和方向；在撤回时，本发明则通过循迹式方向控制机构，再不需要认为操作的情况下，自动沿着钻进时埋设的引导绳退回，并且具备自动修正方向的能力。

Description

一种浅层地热数据采集装置

技术领域

本发明属于地下钻探技术领域，具体是指一种浅层地热数据采集装置。

背景技术

由于地热资源位于地底深处（一般在地下的百米到数千米），因此数据采集的第一步就是要将采集装置顺利地送到地下，目前的绝大多数方式都是先用钻探装置钻出一个大致竖直的孔洞，在钻进结束或者钻进的过程中不断对孔洞进行支护，然后沿着支护装置中间的通道将检测装置送入地下，这种方式由于要留出一条长长的、直径空间大于检测装置的孔洞，因此支护材料的使用量很大，而为了保证强度，这种支护管道往往是分段的、不能折叠收纳的一体式管道；随着现代勘探的深度越来越深，在野外作业时后勤面临的压力也越来越大。

传统的钻进装置，需要将钻进破开的土壤等输送出来或者朝向侧壁挤压，两种方式都存在较大的阻力，这也限制了整个钻进装置的小型化。

实际上，在使用的过程中，并不需要始终保持这么大的支护空间，完全可以将检测装置直接连接在钻探装置的后方，整个钻探装置与外界有电源线和方向引导线连接即可，在需要取出时，让钻探装置反向钻进即可顺利取出，这样不需要支护也不需要排土，不仅大大减小了后勤压力，甚至能够衍生出单人即可携带的便携式地下数据采集装置。

钻进的过程中，理论上可能朝向任何方向前进，比如为了绕开大石块，常常就需要适时地改变钻进方向；但是退回时却不能这么随意，一方面只有沿着原路径退回才能最大程度减少能量消耗并且让整个过程安全可控（因为原路径的土壤已经被破碎过了）；另一方面由于后端连接有电源线等线缆，因此若不按原路径撤回，线缆会成为后端钻进时的阻碍。

发明内容

基于上述考虑，本发明提出了一种体积小巧的、钻进过程中不需要支护和排土的、浅层地热数据采集装置；本装置在使用的时候需要刻意避开坚硬的石块，因此钻进的路径并非一条直线，因此本发明提出了能够主动控制前进方向的偏移转向式钻进机构，与地面上的遥感终端配合能够远程控制钻进的深度和方向；在撤回时，本发明则通过循迹式方向控制机构，在不需要人为操作的情况下，自动沿着钻进时埋设的引导绳退回，并且具备自动修正方向的能力。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种浅层地热数据采集装置，包括偏移转向式钻进机构、循迹式方向控制机构和滑套式检测机构，所述偏移转向式钻进机构对称设于滑套式检测机构的两端，所述循迹式方向控制机构设于偏移转向式钻进机构的其中一组上。

进一步地，所述偏移转向式钻进机构包括微偏移转向控制组件、封闭防护组件、刀盘驱动组件和叶轮驱动组件，所述微偏移转向控制组件设于滑套式检测机构的端部，所述封闭防护组件设于微偏移转向控制组件上，所述刀盘驱动组件设于封闭防护组件上，所述叶轮驱动组件设于封闭防护组件中。

通过偏移转向式钻进机构能够控制钻进的方向，从而在钻进的过程中避开大石块或者对已经偏移的方向进行主动修正。

作为优选地，所述微偏移转向控制组件包括硬橡胶垫块、微动球头伸缩缸、球窝底座和环形基板，所述环形基板固接于滑套式检测机构的端部，所述硬橡胶垫块环形均布设于环形基板上，所述微动球头伸缩缸设于硬橡胶垫块上，所述球窝底座转动设于微动球头伸缩缸的球头上。

硬橡胶垫块具有小幅度形变的能力，通过硬橡胶垫块的自身形变，能够允许各组微动球头伸缩缸在伸缩幅度不同时产生小幅度的偏转，从而保证了封闭防护组件能够顺利偏移、避免了发生卡死的状况。

作为本发明的进一步优选，所述封闭防护组件包括变向钻进框架、内部防护罩和外部防护罩，所述变向钻进框架设于球窝底座上，所述内部防护罩和外部防护罩均设于环形基板和变向钻进框架之间，所述硬橡胶垫块、微动球头伸缩缸和球窝底座均位于内部防护罩和外部防护罩形成的夹层中，所述内部防护罩和外部防护罩为柔性材质。

通过内部防护罩和外部防护罩能够对球绞部位进行防护，避免尘土进入其中发生异常磨损。

作为优选地，所述刀盘驱动组件包括刀盘驱动电机、刀盘驱动齿轮和刀盘本体，所述刀盘驱动电机环形均布设于变向钻进框架上，所述刀盘驱动齿轮卡合设于刀盘驱动电机的输出轴上，所述刀盘本体转动设于变向钻进框架上，所述刀盘本体上设有刀盘内齿圈部，所述刀盘内齿圈部和刀盘驱动齿轮啮合连接，所述刀盘本体的端面上环形均布设有锥形刀头部和斜置切削刃，所述刀盘本体在锥形刀头部和斜置切削刃的间隙处设有刀盘镂空部。

持续旋转的刀盘本体，能够通过锥形刀头部和斜置切削刃对前进方向上的土块等物质进行破碎，同时斜置切削刃还具有辅助前进的功能。

作为本发明的进一步优选，所述叶轮驱动组件包括电机镂空支架、叶轮驱动电机和行进叶轮本体，所述电机镂空支架卡合设于变向钻进框架中，所述电机镂空支架阵列设有两组，所述叶轮驱动电机上设有从两端伸出的电机主轴部，所述电机主轴部卡合设于电机镂空支架中，所述行进叶轮本体卡合设于叶轮驱动电机的外壳上，所述行进叶轮本体位于两组电机镂空支架之间。

通过持续旋转的行进叶轮本体，能够将前方已经被刀盘本体破碎的土壤颗粒朝向后方输送，在此过程中，土壤也会给叶轮驱动组件施加一个将叶轮驱动组件朝向前方推进的反作用力，在这个作用力的推动以及斜置切削刃的辅助下，本装置会沿着细碎土壤的通道持续前进；当后方的偏移转向式钻进机构进入土壤之后，后方的叶轮驱动组件也同向旋转，与前方的叶轮驱动组件一起将本装置朝向前方推进。

进一步地，所述循迹式方向控制机构包括固定挤出组件和偏移感应组件，所述固定挤出组件设于变向钻进框架的其中一组上，所述偏移感应组件设于固定挤出组件中。

通过循迹式方向控制机构能够在不进行导航的情况下，通过感应引导绳的偏移方向，自动调整撤回时的方向，使得撤回路径与钻进路径高度重合，不仅能够最大程度上保证安全行，并且还能节约能源、提高本装置的户外续航深度。

作为优选地，所述固定挤出组件包括固定壳体、镂空卷盘支架和电动卷盘，所述固定壳体固接于变向钻进框架的其中一组上，所述镂空卷盘支架卡合设于固定壳体中，所述电动卷盘设于镂空卷盘支架的中心位置，所述电动卷盘的内部缠绕设有引导绳，所述引导绳的自由端位于电动卷盘的外部。

通过电动卷盘能够实现钻进时逐渐释放引导绳、撤回时逐渐回收引导绳的技术目的。

作为本发明的进一步优选，所述偏移感应组件包括感应框架、力传感器、感应滑套和偏移感应弹簧，所述感应框架卡合设于固定壳体的顶部，所述力传感器固接于感应框架的内圈中，所述感应滑套滑动设于引导绳上，所述感应滑套和力传感器之间环形均布设有若干组偏移感应弹簧，力传感器能够感应偏移感应弹簧当前的弹力。

通过各组力传感器之间的示数分布，能够得知当前感应滑套的偏移方向，然后根据感应滑套的偏移方向能够自动对撤回时的方向进行修正，使得撤回路径始终与引导绳的路径（也就是钻进路径）相等。

进一步地，所述滑套式检测机构包括滑套开合组件和检测组件，所述检测组件设于滑套开合组件中。

作为优选地，所述滑套开合组件包括中空外壳、伸缩电缸和滑动圆套，所述中空外壳的两侧对称设有侧面腔室，所述伸缩电缸卡合设于侧面腔室中，所述滑动圆套滑动设于中空外壳上，所述滑动圆套的内部设有对称的耳部滑板，所述耳部滑板卡合滑动设于侧面腔室中，所述耳部滑板和伸缩电缸的移动端连接。

作为本发明的进一步优选，所述检测组件包括数据采集模块和电控模块，所述数据采集模块和电控模块位于中空外壳中，所述电控模块和数据采集模块通信连接，所述电控模块在控制本装置运动的同时还能与外界终端进行数据传输。

通过滑动圆套能够在钻进的过程中对内部的数据采集模块进行防护，在达到指定位置之后才会将滑动圆套打开进行数据采集。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

（1）利用硬橡胶垫块的自身形变，能够允许微动球头伸缩缸在角度上产生小幅度的偏转，从而避免各组微动球头伸缩缸伸缩不同步时发生卡死。

（2）内部防护罩和外部防护罩能够对内部零部件进行防护，避免尘土进入其中发生异常磨损。

（3）在叶轮本体持续旋转对碎料进行输送的过程中，土壤的反作用力也会推着本装置前进；后方的偏移转向式钻进机构进入土壤之后，与前方的叶轮驱动组件一起将本装置朝向前方推进。

（4）循迹式方向控制机构能够在不进行远程导航的情况下，自动感应引导绳的偏移方向，从而调整撤回时本装置的行进方向，使得撤回路径与钻进路径高度重合、撤回阻力更小；在携带相同量的能源的情况下，能够显著提高本装置的户外续航深度。

附图说明

图1为本发明提出的一种浅层地热数据采集装置的立体图；

图2为本发明提出的一种浅层地热数据采集装置的主视图；

图3为本发明提出的一种浅层地热数据采集装置的右视图；

图4为本发明提出的一种浅层地热数据采集装置的俯视图；

图5为本发明提出的一种浅层地热数据采集装置的仰视图；

图6为图2中沿着剖切线A-A的剖视图；

图7为图3中沿着剖切线B-B的剖视图；

图8为本发明提出的一种浅层地热数据采集装置的爆炸视图；

图9为图5中Ⅰ处的局部放大图；

图10为图5中Ⅱ处的局部放大图；

图11为图6中Ⅲ处的局部放大图；

图12为图3中Ⅳ处的局部放大图；

图13为偏移方向指示示意图。

其中，1、偏移转向式钻进机构，2、循迹式方向控制机构，3、滑套式检测机构，4、微偏移转向控制组件，5、封闭防护组件，6、刀盘驱动组件，7、叶轮驱动组件，8、硬橡胶垫块，9、微动球头伸缩缸，10、球窝底座，11、变向钻进框架，12、内部防护罩，13、外部防护罩，14、刀盘驱动电机，15、刀盘驱动齿轮，16、刀盘本体，17、电机镂空支架，18、叶轮驱动电机，19、行进叶轮本体，20、刀盘内齿圈部，21、锥形刀头部，22、斜置切削刃，23、刀盘镂空部，24、电机主轴部，25、固定挤出组件，26、偏移感应组件，27、固定壳体，28、镂空卷盘支架，29、电动卷盘，30、感应框架，31、力传感器，32、感应滑套，33、偏移感应弹簧，34、引导绳，35、滑套开合组件，36、检测组件，37、中空外壳，38、伸缩电缸，39、滑动圆套，40、数据采集模块，41、电控模块，42、侧面腔室，43、耳部滑板，44、环形基板，45、挡台。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1~图12所示，本发明提出了一种浅层地热数据采集装置，包括偏移转向式钻进机构1、循迹式方向控制机构2和滑套式检测机构3，偏移转向式钻进机构1对称设于滑套式检测机构3的两端，循迹式方向控制机构2设于偏移转向式钻进机构1的其中一组上。

滑套式检测机构3包括滑套开合组件35和检测组件36，检测组件36设于滑套开合组件35中。

滑套开合组件35包括中空外壳37、伸缩电缸38和滑动圆套39，中空外壳37的两侧对称设有侧面腔室42，伸缩电缸38卡合设于侧面腔室42中，滑动圆套39滑动设于中空外壳37上，滑动圆套39的内部设有对称的耳部滑板43，耳部滑板43卡合滑动设于侧面腔室42中，耳部滑板43和伸缩电缸38的移动端连接。

检测组件36包括数据采集模块40和电控模块41，数据采集模块40和电控模块41位于中空外壳37中，电控模块41和数据采集模块40通信连接，电控模块41在控制本装置运动的同时还能与外界终端进行数据传输。

通过滑动圆套39能够在钻进的过程中对内部的数据采集模块40进行防护，在达到指定位置之后才会将滑动圆套39打开进行数据采集。

偏移转向式钻进机构1包括微偏移转向控制组件4、封闭防护组件5、刀盘驱动组件6和叶轮驱动组件7，微偏移转向控制组件4设于滑套式检测机构3的端部，封闭防护组件5设于微偏移转向控制组件4上，刀盘驱动组件6设于封闭防护组件5上，叶轮驱动组件7设于封闭防护组件5中。

通过偏移转向式钻进机构1能够控制钻进的方向，从而在钻进的过程中避开大石块或者对已经偏移的方向进行主动修正。

微偏移转向控制组件4包括硬橡胶垫块8、微动球头伸缩缸9、球窝底座10和环形基板44，环形基板44固接于滑套式检测机构3的端部，硬橡胶垫块8环形均布设于环形基板44上，微动球头伸缩缸9设于硬橡胶垫块8上，球窝底座10转动设于微动球头伸缩缸9的球头上。

硬橡胶垫块8具有小幅度形变的能力，通过硬橡胶垫块8的自身形变，能够允许各组微动球头伸缩缸9在伸缩幅度不同时产生小幅度的偏转，从而保证了封闭防护组件5能够顺利偏移、避免了发生卡死的状况。

封闭防护组件5包括变向钻进框架11、内部防护罩12和外部防护罩13，变向钻进框架11设于球窝底座10上，内部防护罩12和外部防护罩13均设于环形基板44和变向钻进框架11之间，硬橡胶垫块8、微动球头伸缩缸9和球窝底座10均位于内部防护罩12和外部防护罩13形成的夹层中，内部防护罩12和外部防护罩13为柔性材质。

通过内部防护罩12和外部防护罩13能够对球绞部位进行防护，避免尘土进入其中发生异常磨损。

刀盘驱动组件6包括刀盘驱动电机14、刀盘驱动齿轮15和刀盘本体16，刀盘驱动电机14环形均布设于变向钻进框架11上，刀盘驱动齿轮15卡合设于刀盘驱动电机14的输出轴上，刀盘本体16转动设于变向钻进框架11上，刀盘本体16上设有刀盘内齿圈部20，刀盘内齿圈部20和刀盘驱动齿轮15啮合连接，刀盘本体16的端面上环形均布设有锥形刀头部21和斜置切削刃22，刀盘本体16在锥形刀头部21和斜置切削刃22的间隙处设有刀盘镂空部23。

持续旋转的刀盘本体16，能够通过锥形刀头部21和斜置切削刃22对前进方向上的土块等物质进行破碎，同时斜置切削刃22还具有辅助前进的功能。

叶轮驱动组件7包括电机镂空支架17、叶轮驱动电机18和行进叶轮本体19，电机镂空支架17卡合设于变向钻进框架11中，电机镂空支架17阵列设有两组，叶轮驱动电机18上设有从两端伸出的电机主轴部24，电机主轴部24卡合设于电机镂空支架17中，行进叶轮本体19卡合设于叶轮驱动电机18的外壳上，行进叶轮本体19位于两组电机镂空支架17之间。

通过持续旋转的行进叶轮本体19，能够将前方已经被刀盘本体16破碎的土壤颗粒朝向后方输送，在此过程中，土壤也会给叶轮驱动组件7施加一个将叶轮驱动组件7朝向前方推进的反作用力，在这个作用力的推动以及斜置切削刃22的辅助下，本装置会沿着细碎土壤的通道持续前进；当后方的偏移转向式钻进机构1进入土壤之后，后方的叶轮驱动组件7也同向旋转，与前方的叶轮驱动组件7一起将本装置朝向前方推进。

循迹式方向控制机构2包括固定挤出组件25和偏移感应组件26，固定挤出组件25设于变向钻进框架11的其中一组上，偏移感应组件26设于固定挤出组件25中。

通过循迹式方向控制机构2能够在不进行导航的情况下，通过感应引导绳34的偏移方向，自动调整撤回时的方向，使得撤回路径与钻进路径高度重合，不仅能够最大程度上保证安全行，并且还能节约能源、提高本装置的户外续航深度。

固定挤出组件25包括固定壳体27、镂空卷盘支架28和电动卷盘29，固定壳体27固接于变向钻进框架11的其中一组上，镂空卷盘支架28卡合设于固定壳体27中，电动卷盘29设于镂空卷盘支架28的中心位置，电动卷盘29的内部缠绕设有引导绳34，引导绳34的自由端位于电动卷盘29的外部。

通过电动卷盘29能够实现钻进时逐渐释放引导绳34、撤回时逐渐回收引导绳34的技术目的。

偏移感应组件26包括感应框架30、力传感器31、感应滑套32和偏移感应弹簧33，感应框架30卡合设于固定壳体27的顶部，力传感器31固接于感应框架30的内圈中，感应滑套32滑动设于引导绳34上，感应滑套32和力传感器31之间环形均布设有若干组偏移感应弹簧33，力传感器31能够感应偏移感应弹簧33当前的弹力。

通过各组力传感器31之间的示数分布，能够得知当前感应滑套32的偏移方向，然后根据感应滑套32的偏移方向能够自动对撤回时的方向进行修正，使得撤回路径始终与引导绳34的路径（也就是钻进路径）相等。

如图13所示，ABCD表示各组力传感器31的示数（以四组为例），将ABCD的数值叠加上本图中所示的方向，即可在二维片面中形成多组矢量数据，将它们进行合成，最终剩下的一个矢量的方向表示当前引导绳34相对于固定壳体27的圆心的偏移方向，该矢量的大小表示偏移的幅度。

具体使用时，在钻进阶段：首先用户需要将本装置埋入预先松好的土坑中，然后同时通过电控模块41启动刀盘驱动电机14和叶轮驱动电机18，刀盘驱动电机14在旋转的时候能够带着刀盘本体16旋转；持续旋转的刀盘本体16，能够通过锥形刀头部21和斜置切削刃22对前进方向上的土块等物质进行破碎，同时斜置切削刃22还具有辅助前进的功能；

通过持续旋转的行进叶轮本体19，能够将前方已经被刀盘本体16破碎的土壤颗粒朝向后方输送，在此过程中，土壤也会给叶轮驱动组件7施加一个将叶轮驱动组件7朝向前方推进的反作用力，在这个作用力的推动以及斜置切削刃22的辅助下，本装置会沿着细碎土壤的通道持续前进；当后方的偏移转向式钻进机构1进入土壤之后，后方的叶轮驱动组件7也同向旋转，与前方的叶轮驱动组件7一起将本装置朝向前方推进；

当需要改变方向以避开石块时，通过控制前端的各组微动球头伸缩缸9的伸缩，能够调节变向钻进框架11相对于环形基板44的偏转角度，在此过程中，微动球头伸缩缸9自身也会发生小幅度的偏转，通过硬橡胶垫块8的微量形变能够避免微动球头伸缩缸9发生卡死的状况；

在钻进的过程中通过地面上的遥感终端能够始终检测并控制本装置的钻进深度和方向，在此过程中滑动圆套39不断释放引导绳34，因此引导绳34的埋设路径与钻进路径相同。

到达测量位置之后，通过伸缩电缸38的回缩能够带着滑动圆套39产生相对于中空外壳37的滑移，滑动圆套39滑动之后数据采集模块40便会暴露出来并直接接触土壤，此时能够执行一系列数据采集的工作；

采集完成之后，通过伸缩电缸38的伸出则能够再次完成对数据采集模块40的防护。

撤回时两端的叶轮驱动电机18都反转，由于此时通道内的土壤都已经在钻进的过程中被破碎成细颗粒，因此撤回时可以酌情考虑是否需要启动刀盘驱动电机14，叶轮驱动电机18在反转时会带着本装置按照与钻进相反的方向运动，在此过程中电动卷盘29同时反转对引导绳34进行收卷；

在退回的过程中，不管是原路径发生转弯还是本装置自身方向不慎偏转，引导绳34以及套在引导绳34上的感应滑套32都会相对于固定壳体27的圆心位置发生偏移（虽然感应滑套32会在土壤的阻挡下朝向电动卷盘29靠近，但是位于电动卷盘29上的挡台45能够保证感应滑套32和电动卷盘29始终存在一定距离），此时各组力传感器31便会呈现出不同的示数，根据这种示数的差异能够得出后端的偏移转向式钻进机构1需要调整的方向和幅度，并通过电控模块41对后端的各组微动球头伸缩缸9进行控制；

退回的过程中，通过循迹式方向控制机构2即可自动调整偏移转向式钻进机构1的方向，不需要人为操控。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种浅层地热数据采集装置，其特征在于：包括偏移转向式钻进机构（1）、循迹式方向控制机构（2）和滑套式检测机构（3），所述偏移转向式钻进机构（1）对称设于滑套式检测机构（3）的两端，所述循迹式方向控制机构（2）设于偏移转向式钻进机构（1）的其中一组上；

所述偏移转向式钻进机构（1）包括微偏移转向控制组件（4）、封闭防护组件（5）、刀盘驱动组件（6）和叶轮驱动组件（7），所述微偏移转向控制组件（4）设于滑套式检测机构（3）的端部，所述封闭防护组件（5）设于微偏移转向控制组件（4）上，所述刀盘驱动组件（6）设于封闭防护组件（5）上，所述叶轮驱动组件（7）设于封闭防护组件（5）中；

所述微偏移转向控制组件（4）包括硬橡胶垫块（8）、微动球头伸缩缸（9）、球窝底座（10）和环形基板（44），所述环形基板（44）固接于滑套式检测机构（3）的端部，所述硬橡胶垫块（8）环形均布设于环形基板（44）上，所述微动球头伸缩缸（9）设于硬橡胶垫块（8）上，所述球窝底座（10）转动设于微动球头伸缩缸（9）的球头上。

2.根据权利要求1所述的一种浅层地热数据采集装置，其特征在于：所述封闭防护组件（5）包括变向钻进框架（11）、内部防护罩（12）和外部防护罩（13），所述变向钻进框架（11）设于球窝底座（10）上，所述内部防护罩（12）和外部防护罩（13）均设于环形基板（44）和变向钻进框架（11）之间，所述硬橡胶垫块（8）、微动球头伸缩缸（9）和球窝底座（10）均位于内部防护罩（12）和外部防护罩（13）形成的夹层中，所述内部防护罩（12）和外部防护罩（13）为柔性材质。

3.根据权利要求2所述的一种浅层地热数据采集装置，其特征在于：所述刀盘驱动组件（6）包括刀盘驱动电机（14）、刀盘驱动齿轮（15）和刀盘本体（16），所述刀盘驱动电机（14）环形均布设于变向钻进框架（11）上，所述刀盘驱动齿轮（15）卡合设于刀盘驱动电机（14）的输出轴上，所述刀盘本体（16）转动设于变向钻进框架（11）上，所述刀盘本体（16）上设有刀盘内齿圈部（20），所述刀盘内齿圈部（20）和刀盘驱动齿轮（15）啮合连接，所述刀盘本体（16）的端面上环形均布设有锥形刀头部（21）和斜置切削刃（22），所述刀盘本体（16）在锥形刀头部（21）和斜置切削刃（22）的间隙处设有刀盘镂空部（23）。

4.根据权利要求3所述的一种浅层地热数据采集装置，其特征在于：所述叶轮驱动组件（7）包括电机镂空支架（17）、叶轮驱动电机（18）和行进叶轮本体（19），所述电机镂空支架（17）卡合设于变向钻进框架（11）中，所述电机镂空支架（17）阵列设有两组，所述叶轮驱动电机（18）上设有从两端伸出的电机主轴部（24），所述电机主轴部（24）卡合设于电机镂空支架（17）中，所述行进叶轮本体（19）卡合设于叶轮驱动电机（18）的外壳上，所述行进叶轮本体（19）位于两组电机镂空支架（17）之间。

5.根据权利要求4所述的一种浅层地热数据采集装置，其特征在于：所述循迹式方向控制机构（2）包括固定挤出组件（25）和偏移感应组件（26），所述固定挤出组件（25）设于变向钻进框架（11）的其中一组上，所述偏移感应组件（26）设于固定挤出组件（25）中。

6.根据权利要求5所述的一种浅层地热数据采集装置，其特征在于：所述固定挤出组件（25）包括固定壳体（27）、镂空卷盘支架（28）和电动卷盘（29），所述固定壳体（27）固接于变向钻进框架（11）的其中一组上，所述镂空卷盘支架（28）卡合设于固定壳体（27）中，所述电动卷盘（29）设于镂空卷盘支架（28）的中心位置，所述电动卷盘（29）的内部缠绕设有引导绳（34），所述引导绳（34）的自由端位于电动卷盘（29）的外部。

7.根据权利要求6所述的一种浅层地热数据采集装置，其特征在于：所述偏移感应组件（26）包括感应框架（30）、力传感器（31）、感应滑套（32）和偏移感应弹簧（33），所述感应框架（30）卡合设于固定壳体（27）的顶部，所述力传感器（31）固接于感应框架（30）的内圈中，所述感应滑套（32）滑动设于引导绳（34）上，所述感应滑套（32）和力传感器（31）之间环形均布设有若干组偏移感应弹簧（33），力传感器（31）能够感应偏移感应弹簧（33）当前的弹力。

8.根据权利要求7所述的一种浅层地热数据采集装置，其特征在于：所述滑套式检测机构（3）包括滑套开合组件（35）和检测组件（36），所述检测组件（36）设于滑套开合组件（35）中。

9.根据权利要求8所述的一种浅层地热数据采集装置，其特征在于：所述滑套开合组件（35）包括中空外壳（37）、伸缩电缸（38）和滑动圆套（39），所述中空外壳（37）的两侧对称设有侧面腔室（42），所述伸缩电缸（38）卡合设于侧面腔室（42）中，所述滑动圆套（39）滑动设于中空外壳（37）上，所述滑动圆套（39）的内部设有对称的耳部滑板（43），所述耳部滑板（43）卡合滑动设于侧面腔室（42）中，所述耳部滑板（43）和伸缩电缸（38）的移动端连接。

10.根据权利要求9所述的一种浅层地热数据采集装置，其特征在于：所述检测组件（36）包括数据采集模块（40）和电控模块（41），所述数据采集模块（40）和电控模块（41）位于中空外壳（37）中，所述电控模块（41）和数据采集模块（40）通信连接，所述电控模块（41）在控制本装置运动的同时还能与外界终端进行数据传输。