一种大口径井身结构测量仪器的制作方法

1.本实用新型属于孔径测量设备技术领域，尤其涉及一种大口径井身结构测量仪器。


背景技术：

2.目前，近年来，随着工农业的发展，各类地质钻孔和工程应用类钻孔孔径越来越大，而孔径超径或者缩径问题直接影响着工程下一步施工质量，对工程整体质量有着重要作用，因此如何准确测量大口径钻孔孔径的难题亟待解决。
3.现有测量技术主要分为两种方法，一种是小口径钻孔孔径机械臂测量法，主要为伞状测量，主要缺陷一是测量臂的伸展难题；二是测量结果是数据或者是孔身曲线，不能全方位展现钻孔孔身。另外一种为声波测量法，其测量范围较大，但是声波需要依赖钻孔中的冲洗液作为媒介传播，受冲洗液性能影响非常大。其主要缺陷一是冲洗液性能影响测量精度，误差大；二是对于漏失钻孔，冲洗液不能灌满钻孔，则上部无冲洗液孔段无法测量；第三是钻进过程中，钻孔孔壁会形成一定厚度的泥皮，声波测量则不能精准测量孔径尺寸，孔径整体偏小；第四是测量结果是数据或者是孔身曲线，不能全方位展现钻孔孔身。
4.通过上述分析，现有的孔径测量设备不能准确测量大口径钻孔孔径。
5.解决以上问题及缺陷的难度为：一是机械臂测量主要针对小口径钻孔，测量臂伸展具有一定难度，仪器上行下放不易；二是声波测量必须需要传播媒介才能测量，并且声波不能穿透钻孔孔壁的泥皮，测量误差大；三是孔身显示是平面曲线，不能三维立体显示。
6.解决以上问题及缺陷的意义为：通过一种新设备或者新方法，首先是能测量大口径钻孔的孔径，并通过接触式破除孔壁泥皮，最真实的反应钻孔孔径，最终通过三维立体图像显示孔身，从而直观的了解钻孔缩径、扩大问题。其次是通过测量数据，更精准的计算固井用水泥浆；第三是能直接检验护壁套管的变形磨损度。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种大口径井身结构测量仪器。
8.本实用新型是这样实现的，一种大口径井身结构测量仪器设置有：
9.测量筒；
10.所述测量筒外侧周向设置有多个等距分布的测量臂，所述测量臂与测量筒采用螺纹连接副连接，所述测量筒上端通过绳索与提升装置连接。
11.进一步，所述测量筒中间设置有rom单片机(stm32型单片机)，所述测量筒侧壁固定有微动开关，所述测量筒与测量臂的连接位置设置有压电传感器，所述压电传感器外侧包裹有防水橡胶层。各电子元器件通过串联连接，便于接收压力电流数据，并进行数据转换与存储。
12.进一步，所述测量筒上端中间通过支撑杆固定连接有固定线盘，所述测量筒上端边沿设置有多个与测量臂对应的导向轮，所述测量筒和测量臂外壁内侧均开设有绳索导
孔，所述细绳索(尼龙绳)依次穿过固定线盘、导向轮、测量筒的绳索导孔和测量臂的绳索导孔。
13.进一步，所述测量臂设置有弹簧套筒，所述弹簧套筒外端固定有滚轮，所述弹簧套筒里侧套设有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧里端固定有弹簧底座。
14.进一步，所述弹簧套筒设置有外套筒和内套筒，所述外套筒上侧外端通过转轴固定有与内套筒外端配合的弹簧卡扣，所述弹簧卡扣里侧与外套筒之间固定有复位弹簧，所述弹簧卡扣里端与绳索连接。
15.进一步，所述提升装置设置有承台，所述承台上端通过固定螺栓固定有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有驱动滑轮，所述承台中间固定有导向滑轮，所述绳索在导向滑轮外侧穿过，所述绳索外端与驱动滑轮连接。
16.进一步，所述承台设置有通过固定销连接的左右两部分，所述轴承通过固定限位接触连接，便于旋转承台面，调整仪器方位。所述承台下侧两端分别通过万向球轴承连接有千斤顶，便于调平承台面。
17.结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：
18.本实用新型根据钻孔孔径，首先是设计测量臂大小；将测量臂上的弹簧套筒压缩至测量臂内，并用弹簧卡扣限位固定，便于下放测量仪器。其次是：承台上的驱动电机通过钢丝绳将测量仪器下放至孔底，并从孔口投掷套筒，冲击固定线盘上的绳索，解卡弹簧卡扣，实现测量臂伸展，并穿透孔壁泥皮，直接接触孔壁；第三是设计测量频率，卷扬机上升，测量仪器逐步上升，自动收集压电传感器变化，收集电流数据，转化成孔径数据，并存储。最后是测量完毕之后，导出数据，通过刻画软件自动生成三维孔身图形。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型实施例提供的大口径井身结构测量仪器结构示意图。
21.图2是本实用新型实施例提供的测量臂的结构示意图。
22.图3是本实用新型实施例提供的测量筒的结构示意图。
23.图中：1、测量筒；2、测量臂；3、配重块；4、钢丝绳索；5、千斤顶；6、万向球轴承；7、固定螺栓；8、驱动滑轮；9、驱动电机；10、导向滑轮；11、固定销；12、轴承；13、固定线盘；14、防水橡胶层；15、压电传感器；16、导向轮；17、螺纹连接副；18、绳索导孔；19、弹簧卡扣；20、复位弹簧；21、伸缩弹簧；22、滚轮；23、弹簧套筒；24、弹簧底座；25、微动开关；26、rom单片机；27、尼龙细绳索。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种大口径井身结构测量仪器，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
26.如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的大口径井身结构测量仪器包括测量筒1、测量臂2和承台；
27.测量筒1外侧周向设置有多个等距分布的测量臂2，测量臂2与测量筒1采用螺纹连接副17连接，测量筒1上端通过绳索4与提升装置连接。
28.进一步，测量筒1中间设置有rom单片机26，测量筒1侧壁固定有微动开关25，测量筒1与测量臂2的连接位置设置有压电传感器15，压电传感器15外侧包裹有防水橡胶层14。
29.进一步，测量筒1上端中间通过支撑杆固定连接有固定线盘13，测量筒1上端边沿设置有多个与测量臂对应的导向轮16，测量筒1和测量臂2外壁内侧均开设有绳索导孔18，钢丝绳索4依次穿过固定线盘13、导向轮16、测量筒的绳索导孔和测量臂的绳索导孔。
30.进一步，测量臂2设置有弹簧套筒23，弹簧套筒23外端固定有滚轮22，弹簧套筒23里侧套设有伸缩弹簧21，伸缩弹簧21里端固定有弹簧底座24。
31.进一步，弹簧套筒23设置有外套筒和内套筒，外套筒上侧外端通过转轴固定有与内套筒外端配合的弹簧卡扣19，弹簧卡扣19里侧与外套筒之间固定有复位弹簧20，弹簧卡扣19里端与绳索4连接。
32.进一步，提升装置设置有承台，承台上端通过固定螺栓固定有驱动电机9，驱动电机9的输出端连接有驱动滑轮8，承台中间固定有导向滑轮10，绳索4在导向滑轮10外侧穿过，绳索4外端与驱动滑轮8连接。
33.进一步，承台设置有通过固定销11连接的左右两部分，承台下侧两端分别通过万向球轴承6连接有千斤顶5。
34.本实用新型的工作原理是：
35.首先是设计测量臂2的大小；将测量臂上的弹簧套筒23压缩至测量臂内，并用弹簧卡扣19限位固定，便于下放测量仪器。其次是：打开微动开关25，第三是：承台上的驱动电机9通过钢丝绳索4将测量筒1下放至孔底，并从孔口投掷套筒，冲击固定线盘3上的尼龙细绳索27，解卡弹簧卡扣19，实现测量臂2伸展，并穿透孔壁泥皮，直接接触孔壁；第四是设计测量频率，驱动电机9上升，测量筒1逐步上升，测量臂2因孔径大小而伸缩，通过压电传感器15的压力变化，收集对应电流数据，通过rom单片机26转化成孔径数据，并存储。最后是测量完毕之后，导出数据，通过刻画软件自动生成三维孔身图形。
36.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。