一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具的制作方法

本实用新型涉及井筒稳定性的破坏判别技术领域，具体涉及一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具。

背景技术：

竖井井筒发生的破坏不仅有拉压破坏，还有剪切破坏，且破坏形式多样化，最大特征表现为井壁混凝土的环向断裂，即在圆形的混凝土井壁内侧形成一道横向的断裂带，在断裂带内混凝土成片掉落，并且可以看到掉落处的钢筋向井壁内侧弯曲，这充分表明高应力破裂区的混凝土由于无法承受过大的压应力与剪应力而导致其发生塑性极限破坏。

在传统的探讨研究中有利用井壁应变的临界值作为井筒失稳破坏的判据，但是常规的认识以及判据多是通过混凝土井壁在弹性阶段的破坏准则来进行推导得出。通过二十年的矿井井壁监测系统连续监测信息发现，井壁部分监测点的应变值已经远远超出基于弹性阶段的推导值。因此，虽然矿山现场井筒没有发生破坏，但根本没有办法确定井筒到底处于稳定过程的哪个阶段，是否需要采用合理的措施进行治理。

在此环境下，亟需一种井筒工程的失稳破坏判监测的辅助工具，对井筒稳定性进行监测，为矿山现场工作人员提供安全保障。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种操作简便、准确率高的用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具。

本实用新型的技术方案为：一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具，包括井架，井架上设置有用于判别井筒失稳破坏的判别组件以及设置有用于调节判别组件与井筒之间距离的调节组件。

进一步地，井架包括第一架板和第二架板，第一架板通过连接架固定设置在第二架板上端，第一架板中心位置活动卡接有旋转套，通过井架将判别组件和调节组件固定在井筒中，提高了装置的便利性。

进一步地，第二架板下端设置有固定锚爪，通过固定锚爪将井架与井筒外的地基进行固定，防止监测过程中井架发生移动，进而影响到监测结果的准确性。

进一步地，判别组件包括活动套管和活动衬板，活动套管竖直贯穿井架且与井架螺纹连接，活动衬板设置有3-5个，3-5个活动衬板分别通过伸缩套管沿活动套管周向均匀设置在活动套管的下部，使用时，借助外部监测装置，旋转活动套管，使活动衬板到达井筒内制定位置，然后通过调节组件调节活动衬板与井筒内壁之间的距离。

进一步地，伸缩套管包括第一伸缩部和第二伸缩部，第一伸缩部与活动衬板可转动连接，第二伸缩部的一端与活动套管固定连接，第二伸缩部的另一端活动卡接在第一伸缩部内部，通过设置第一伸缩部和第二伸缩部，便于调节活动衬板与井筒内壁之间的距离。

进一步地，调节组件包括调节总杆和调节支杆，调节总杆活动套设在判别组件上，调节总杆上设置有第一传动齿轮，调节支杆与判别组件螺纹连接，调节支杆上设置有第二传动齿轮，第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合连接，使用时，通过旋转调节总杆，使得调节总杆上的第一传动齿轮带动调节支杆上的第二传动齿轮旋转，进而使得调节支杆推动判别组件向井筒内壁移动。

本实用新型的工作原理为：使用时，将装置通过井架放置在井口位置，通过固定锚爪将井架固定在井口的地基上；旋转活动套管，通过外部监测装置使活动衬板到达井内指定位置，然后旋转调节总杆，使得调节总杆上的第一传动齿轮带动调节支杆上的第二传动齿轮旋转，进而使得调节支杆推动第一伸缩部和第二伸缩部相远离，使得活动衬板向井筒内壁移动后紧贴井筒内壁，通过外部监测装置监测伸缩套管的伸缩量，依次判断井筒失稳破坏的程度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构设计合理，大大提高了矿山运营的安全性，提高经济收入；通过固定锚爪将井架固定在井口的地基上，提高了判别组件和调节组件的稳定性；通过本装置能够对井壁失稳过程进行精确检测，可以为井壁服役期安全状态评估、预测与治理提供有效的理论支撑。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的活动衬板与活动套管的连接示意图；

图3是本实用新型的伸缩套管与调节支杆的连接示意图；

其中，1-井架、10-第一架板、11-第二架板、110-固定锚爪、12-连接架、13-旋转套、2-判别组件、20-活动套管、21-活动衬板、22-伸缩套管、220-第一伸缩部、221-第二伸缩部、3-调节组件、30-调节总杆、300-第一传动齿轮、31-调节支杆、310-第二传动齿轮。

具体实施方式

实施例：如图1所示的一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具，包括井架1，井架1包括第一架板10和第二架板11，第一架板10通过连接架12固定设置在第二架板11上端，第一架板10中心位置活动卡接有旋转套13，通过井架1将判别组件2和调节组件3固定在井筒中，提高了装置的便利性，第二架板11下端设置有固定锚爪110，通过固定锚爪110将井架1与井筒外的地基进行固定，防止监测过程中井架1发生移动，进而影响到监测结果的准确性；井架1上设置有用于判别井筒失稳破坏的判别组件2以及设置有用于调节判别组件2与井筒之间距离的调节组件3；

如图1、3所示，判别组件2包括活动套管20和活动衬板21，活动套管20竖直贯穿井架1且与旋转套13螺纹连接，活动衬板21设置有4个，4个活动衬板21分别通过伸缩套管22沿活动套管20周向均匀设置在活动套管20的下部，使用时，借助外部监测装置，旋转活动套管20，使活动衬板21到达井筒内制定位置，然后通过调节组件3调节活动衬板21与井筒内壁之间的距离；伸缩套管22包括第一伸缩部220和第二伸缩部221，第一伸缩部220与活动衬板21可转动连接，第二伸缩部221的一端与活动套管20固定连接，第二伸缩部221的另一端活动卡接在第一伸缩部220内部，通过设置第一伸缩部220和第二伸缩部221，便于调节活动衬板21与井筒内壁之间的距离；

如图1、2、3所示，调节组件3包括调节总杆30和调节支杆31，调节总杆30活动套设在动套管20内部，调节总杆30上设置有第一传动齿轮300，调节支杆31与第一伸缩部220螺纹连接，调节支杆31上设置有第二传动齿轮310，第二传动齿轮310与第一传动齿轮300啮合连接，使用时，通过旋转调节总杆30，使得调节总杆30上的第一传动齿轮300带动调节支杆31上的第二传动齿轮310旋转，进而使得调节支杆31推动第一伸缩部220向井筒内壁移动。

使用时，将装置通过井架1放置在井口位置，通过固定锚爪110将井架1固定在井口的地基上；旋转活动套管20，通过外部监测装置使活动衬板21到达井内指定位置，然后旋转调节总杆30，使得调节总杆30上的第一传动齿轮300带动调节支杆31上的第二传动齿轮310旋转，进而使得调节支杆31推动第一伸缩部220和第二伸缩部221相远离，使得活动衬板21向井筒内壁移动后紧贴井筒内壁，通过外部监测装置监测伸缩套管的伸缩量，依次判断井筒失稳破坏的程度。

技术特征：

1.一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具，其特征在于，包括井架(1)，所述井架(1)上设置有用于判别井筒失稳破坏的判别组件(2)以及设置有用于调节所述判别组件(2)与井筒之间距离的调节组件(3)。

2.根据权利要求1所述的一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具，其特征在于，所述井架(1)包括第一架板(10)和第二架板(11)，所述第一架板(10)通过连接架(12)固定设置在第二架板(11)上端，第一架板(10)中心位置活动卡接有旋转套(13)。

3.根据权利要求2所述的一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具，其特征在于，所述第二架板(11)下端设置有固定锚爪(110)。

4.根据权利要求1所述的一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具，其特征在于，所述判别组件(2)包括活动套管(20)和活动衬板(21)，所述活动套管(20)竖直贯穿井架(1)且与井架(1)螺纹连接，所述活动衬板(21)设置有3-5个，3-5个活动衬板(21)分别通过伸缩套管(22)沿活动套管(20)周向均匀设置在活动套管(20)的下部。

5.根据权利要求4所述的一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具，其特征在于，所述伸缩套管(22)包括第一伸缩部(220)和第二伸缩部(221)，所述第一伸缩部(220)与活动衬板(21)可转动连接，所述第二伸缩部(221)的一端与活动套管(20)固定连接，第二伸缩部(221)的另一端活动卡接在第一伸缩部(220)内部。

6.根据权利要求1所述的一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具，其特征在于，所述调节组件(3)包括调节总杆(30)和调节支杆(31)，所述调节总杆(30)活动套设在判别组件(2)上，调节总杆(30)上设置有第一传动齿轮(300)，所述调节支杆(31)与判别组件(2)螺纹连接，调节支杆(31)上设置有第二传动齿轮(310)，所述第二传动齿轮(310)与第一传动齿轮(300)啮合连接。

技术总结
本实用新型公开了一种用于井筒失稳破坏判别监测的辅助工具，包括井架、判别组件和调节组件，所述井架上设置有旋转套，判别组件包括活动套管和活动衬板，活动套管竖直贯穿井架且与井架螺纹连接，活动套管竖直贯穿井架且与旋转套螺纹连接，活动衬板通过伸缩套管设置在活动套管的下部，调节组件包括调节总杆和调节支杆，调节总杆活动套设在套管内部，调节总杆上设置有第一传动齿轮，调节支杆与伸缩套管螺纹连接，调节支杆上设置有第二传动齿轮，第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合连接；本装置结构设计合理，操作便利，监测结果准确性高，适宜大量推广。

技术研发人员：丛宇;张黎明;王在泉
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：2019.09.10
技术公布日：2020.05.19