一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置

本发明涉及地层探测，具体为一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置。

背景技术：

1、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,且为保证传感器感测的全面性，需要在传感器能地下空区能多方位的探测；如何在钻进回转过程中保护核心传感器，且在钻进至地下空区后，露出传感器对进行全方位地下空区探测的难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，包括上保护管、下保护管、升降驱动组件、旋转驱动组件和仪器舱，

2、所述上保护管下端设有多个传动槽，所述上保护管内设有升降驱动组件；

3、所述下保护管上端设有多个与传动槽一一对应的传动凸齿；所述下保护管顶部设有保护套，所述保护套顶部设有升降轴，升降轴与所述升降驱动组件相连，

4、所述升降驱动组件升降轴升降，使上保护管、下保护管分离或合拢；所述传动凸齿用于嵌入传动槽内，使上保护管向下保护管传递扭矩；

5、所述仪器舱设置于所述保护套内，所述保护套下端设有一转动轴，所述转动轴延伸至下保护管内，所述转动轴下端设有一圈从动齿，所述下保护管内壁还设有一与所述从动齿等高的内齿圈；

6、所述仪器舱内设有多种用于感测周围环境的传感器；

7、所述旋转驱动组件用于驱动转动轴转动，从而带动所述仪器舱在所述保护套内转动，从而使仪器舱内传感器全方位探测周围环境。

8、进一步地，所述旋转驱动组件包括止推块、旋转驱动电机，所述止推块固定于下保护管内，所述旋转驱动电机设置于所述止推块上，所述旋转驱动电机的输出轴端部设有驱动齿轮，所述驱动齿轮同时于所述从动齿和所述内齿圈啮合，所述旋转驱动电机通过转动轴带动所述仪器舱在所述保护套内转动。

9、进一步地，所述止推块为圆环结构，所述转动轴穿过所述止推块，所述止推块上设有固定缺口，所述旋转驱动电机壳体为扇形块结构，所述旋转驱动电机镶嵌于所述固定缺口内。

10、进一步地，所述固定缺口和所述旋转驱动电机数量均为三个，三个所述旋转驱动电机绕所述转动轴均匀设置。

11、进一步地，所述从动齿通过从动齿轮设置于转动轴下端，或直接嵌入所述转动轴侧壁。

12、进一步地，所述下保护管内设有支撑板，所述支撑板上设有支撑孔，所述转动轴穿过所述支撑孔，所述转动轴可转动地支撑于所述支撑孔内。

13、进一步地，所述支撑孔内设有转动轴承，所述转动轴承外齿圈固定于支撑孔内壁，所述转动轴承内齿圈固定于转动轴外壁，所述转动轴承用于减少转动阻力。

14、进一步地，所述保护套由透明材质制成，便于保护套内传感器探测周围环境。

15、进一步地，所述升降驱动组件包括升降驱动电机以及升降轴；上保护管内设有限位挡板，限位挡板中部设有限位孔以及限位槽，

16、所述升降驱动电机竖直设置与所述上保护管内，升降驱动电机输出轴下端设有一升降螺纹套，

17、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，所述升降轴穿过所述限位孔，所述限位凸块位于所述限位槽内；

18、所述升降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，使上保护管、下保护管分离或合拢。

19、本发明一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置的有益效果为：

20、该仪器保护旋转装置包括上保护管、下保护管、升降驱动组件和仪器舱；其中上保护管内有升降驱动组件，下保护管内设有旋转驱动组件；升降驱动组件驱动下保护管上升或下降，实现上保护管、下保护管分离或合拢；上保护管、下保护管在进入目标地层分离后，下保护管内的旋转驱动组件中的旋转驱动电机启动，可通过转动轴带动仪器舱转动，从而仪器舱内的多种传感器对地下空区进行360°全方位探测，提高仪器舱内传感器对地下空区探测的全面性和探测精度。

技术特征：

1.一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，其特征在于：包括上保护管、下保护管、升降驱动组件、旋转驱动组件和仪器舱，

2.根据权利要求1所述的一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，其特征在于：所述旋转驱动组件包括止推块、旋转驱动电机，所述止推块固定于下保护管内，所述旋转驱动电机设置于所述止推块上，所述旋转驱动电机的输出轴端部设有驱动齿轮，所述驱动齿轮同时于所述从动齿和所述内齿圈啮合，所述旋转驱动电机通过转动轴带动所述仪器舱在所述保护套内转动。

3.根据权利要求2所述的一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，其特征在于：所述固定缺口和所述旋转驱动电机数量均为三个，三个所述旋转驱动电机绕所述转动轴均匀设置。

5.根据权利要求2所述的一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，其特征在于：所述从动齿通过从动齿轮设置于转动轴下端，或直接嵌入所述转动轴侧壁。

6.根据权利要求2所述的一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，其特征在于：所述下保护管内设有支撑板，所述支撑板上设有支撑孔，所述转动轴穿过所述支撑孔，所述转动轴可转动地支撑于所述支撑孔内。

7.根据权利要求6所述的一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，其特征在于：所述支撑孔内设有转动轴承，所述转动轴承外齿圈固定于支撑孔内壁，所述转动轴承内齿圈固定于转动轴外壁，所述转动轴承用于减少转动阻力。

8.根据权利要求2所述的一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，其特征在于：所述保护套由透明材质制成，便于保护套内传感器探测周围环境。

9.根据权利要求2所述的一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，其特征在于：所述升降驱动组件包括升降驱动电机以及升降轴；上保护管内设有限位挡板，限位挡板中部设有限位孔以及限位槽，

技术总结
本发明提供一种用于深部地层精确探测的仪器保护旋转装置，包括上保护管、下保护管、升降驱动组件、旋转驱动组件和仪器舱，其中，上保护管内有升降驱动组件，下保护管内设有旋转驱动组件。本发明的有益效果为：该装置的升降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实现上保护管、下保护管分离或合拢；上保护管、下保护管在进入目标地层分离后，下保护管内的旋转驱动组件中的旋转驱动电机启动，可通过转动轴带动仪器舱转动，从而仪器舱内的多种传感器对地下空区进行360°全方位探测探测；该装置可提高探测精度和全面性，解决地下空区探测难题。

技术研发人员：闫雪峰,焦玉勇,周杰,胡郁乐,韩增强,沈鹿易,王益腾,王子雄,陈双源
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15