三分量孔中检波器在小保当矿井煤孔中的耦合转换装置的制作方法

1.本实用新型属于矿井辅助设备技术领域，具体涉及一种用于小保当矿井煤孔的三分量孔中检波器的耦合转换装置。


背景技术：

2.在煤矿全波形反演技术的推行中，为了提高数据采集效果，以小保当矿井为例，目前多采用三分量孔中检波器作为井下的数据采集设备。三分量孔中检波器包括耦合转换装置和探测芯体等部件，其中耦合转换装置用于与煤层耦合接触，从而获取振动数据(如多个方向的振幅等)，并将振动数据传输到探测芯体中。可见，耦合转换装置与煤壁的贴合效果直接影响到数据获取的准确性。但是，现有的耦合转换装置利用弹簧钢片与煤壁相接触，由于弹簧钢片是刚性材质，弹簧钢片与煤壁之间形成硬性接触，导致贴合效果较差，继而导致耦合转换装置的数据获取准确性较差。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种三分量孔中检波器在小保当矿井煤孔中的耦合转换装置，以至少部分解决现有技术中由于耦合转换装置与煤壁之间由于刚性连接而导致的贴合效果较差的技术问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供一种三分量孔中检波器在小保当矿井煤孔中的耦合转换装置，所述三分量孔中检波器放置于小保当矿井的煤孔中，且所述三分量孔中检波器通过所述耦合转换装置与所述煤孔的煤壁相贴合以获取振动数据；所述耦合转换装置包括：
5.外壳体，所述外壳体包括容置筒和开设于所述容置筒侧壁的开口；
6.高压充气筒，所述高压充气筒放置于所述煤孔之外；
7.气囊，所述气囊设置于所述外壳体中，所述气囊的贴合部通过所述开口外露；所述气囊具有充气口和放气口，所述充气口通过充气管路与所述高压充气筒相连通，所述放气口处安装有放气阀门；所述气囊处于膨胀状态时，所述贴合部与所述煤壁相贴合，所述气囊处于收缩状态时，所述贴合部与所述煤壁相分离。
8.在一些实施例中，所述外壳体为不锈钢壳体。
9.在一些实施例中，所述开口为方形开口或椭圆形开口。
10.在一些实施例中，所述开口为多个，各所述开口沿所述外壳体的周向均匀分布。
11.在一些实施例中，所述气囊为橡胶气囊，所述贴合部为多个，各所述贴合部与各所述开口一一对应地设置。
12.本实用新型所提供的耦合转换装置利用气囊作为与煤壁相接触的部件，气囊置于外壳体中，且呈半裸露的状态，在气囊未充气时，气囊与煤壁处于分离的状态，当启动高压充气筒为气囊进行充气后，气囊经过高压充气后膨胀并与煤壁充分贴合接触。从而解决并改善了现有技术中弹簧钢片与煤壁接触时贴合效果不好的问题，将耦合转换装置中与煤壁
贴合的部件由现有的弹簧钢片替换为气囊，通过气囊的充气膨胀可实现与煤壁的紧密接触，显著提高了贴合效果，进而减少了数据传播过程中的能量损失的现象，为最终矿井的精准探测成果奠定了基础。数据采集完成结束后，可以抽掉气囊里面的气体，利用钢丝绳将三分量孔中检波器从煤孔中取出，避免了三分量孔中检波器长期滞留煤孔而造成的设备损伤。
附图说明
13.图1为本实用新型所提供的耦合转换装置一种具体实施方式的结构示意图之一；
14.图2为本实用新型所提供的耦合转换装置一种具体实施方式的结构示意图之二；
15.图3为本实用新型所提供的三分量孔中检波器在气囊处于膨胀状态时的使用状态图；
16.图4为本实用新型所提供的三分量孔中检波器在气囊处于放气状态时的使用状态图。
17.附图标记说明：
18.100-煤孔；
19.1-外壳体，11-容置筒，12-开口；
20.2-高压充气筒，21-充气管路；
21.3-气囊。
具体实施方式
22.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
23.本实用新型提供的耦合转换装置用于小保当矿井煤孔的三分量孔中检波器中，所述三分量孔中检波器放置于小保当矿井的煤孔中，且所述三分量孔中检波器通过所述耦合转换装置与所述煤孔的煤壁相贴合以获取振动数据。
24.在一种具体实施方式中，如图1-2所示，所述耦合转换装置包括外壳体1、高压充气筒2和气囊3；其中，所述外壳体1包括容置筒11和开设于所述容置筒11的侧壁的开口12，所述高压充气筒2放置于所述煤孔100之外；所述气囊3设置于所述外壳体1中，所述气囊3的贴合部通过所述开口12外露；所述气囊3具有充气口和放气口，所述充气口通过充气管路21与所述高压充气筒2相连通，所述放气口出安装有放气阀门；所述气囊3处于膨胀状态时，所述贴合部与煤壁相贴合，所述气囊3处于收缩状态时，所述贴合部与所述煤壁相分离。也就是说，在该耦合转换装置中，气囊3替换了现有的弹性钢片作为与煤壁相贴合的部件，气囊3置于外壳体1中，并通过容置筒11上的开口12部分外露，从而使气囊3呈现出半裸露状态，未进行高压充气前气囊3与煤壁相分离，气囊3经过高压充气后，气囊3的贴合部经开口12部外露并与煤壁充分密切接触和贴合。放气后气囊3迅速缩回，以便与煤壁相分离。
25.在具体的使用场景中，该耦合转换装置作为三分量孔中检波器的一部分，安装在小保当矿井预先开设的煤孔100中，该三分量孔中检波器用于煤矿全波形反演的数据采集。
26.在一些实施例中，所述外壳体1为不锈钢壳体。也就是说，耦合转换装置的外壳体1为不锈钢材质，不锈钢壳体包裹气囊3。在工作过程中，如图3和图4所示，将三分量孔中检波器送入煤孔100中，随后通过高压充气筒2对气囊3进行充气，使气囊3膨胀以便与煤壁紧密相贴；当数据采集结束后，卸掉气囊3的压力，气囊3收缩后与煤壁相脱离，而后通过钢丝绳将三分量孔中检波器从煤孔100中取出。
27.进一步地，所述开口12为方形开口12或椭圆形开口12，以便于加工，且开口12的规格不应大于容置筒11的三分之二，以保证外壳体1的结构强度。
28.在一些实施例中，为了保证与煤孔100各个方向的贴合，所述开口12为多个，各所述开口12沿所述外壳体1的周向均匀分布，与此相匹配的，气囊3的贴合部也为多个，各所述贴合部与各所述开口12一一对应地设置。
29.具体地，所述气囊3为橡胶气囊。例如，气囊3可以为一种高弹性充气膨胀管，该膨胀管在非膨胀状态时的内径可以为30mm左右，外径为40mm左右，经高压充气后表面部分可以膨胀，放气后表面部分迅速缩回，空气压力控制在6-8kg/cm2范围内。
30.在施工过程中，将该三分量孔中检波器送入煤孔100中，随后对气囊3进行高压充气，使气囊3和煤壁紧密相贴。当震源爆炸发出能量，此时在煤层中会产生一系列复杂的地震波能量，传播至三分量孔中检波器进行数据采集。当地震数据采集结束时，对气囊3进行放气，此时气囊3表面迅速缩回，与煤壁相分离，通过钢丝绳将三分量孔中检波器从煤孔100中取出。
31.在上述具体实施方式中，本实用新型所提供的耦合转换装置利用气囊3作为与煤壁相接触的部件，气囊3置于外壳体1中，且呈半裸露的状态，在气囊3未充气时，气囊3与煤壁处于分离的状态，当启动高压充气筒2为气囊3进行充气后，气囊3经过高压充气后膨胀并与煤壁充分贴合接触。从而解决并改善了现有技术中弹簧钢片与煤壁接触时贴合效果不好的问题，将耦合转换装置中与煤壁贴合的部件由现有的弹簧钢片替换为气囊3，通过气囊3的充气膨胀可实现与煤壁的紧密接触，显著提高了贴合效果，进而减少了数据传播过程中的能量损失的现象，为最终矿井的精准探测成果奠定了基础。数据采集完成结束后，可以抽掉气囊3里面的气体，利用钢丝绳将三分量孔中检波器从煤孔100中取出，避免了三分量孔中检波器长期滞留煤孔100而造成的设备损伤。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是
机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
37.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。