一种地下安全式探测结构以及盐穴腔体形状探测装置

本技术涉及盐穴腔体形状探测设备，具体涉及一种地下安全式探测结构以及盐穴腔体形状探测装置。

背景技术：

1、由于地下盐岩溶腔具有良好的密封性和安全稳定性，因此地下盐岩溶腔被认为是油气储存和废物处理的理想场所，地下盐岩溶腔的结构形态、尺寸大小和方向等参数是评估盐穴储存性能以及安全性的重要参数。目前盐穴的探测工作主要是由声呐设备完成，为了使地下盐岩溶腔的探测更加全面且精准，通常将探测设备设置成上部座、中部座和下部座的三段式结构，中部座相对于上部座的中轴线周向转动，下部座相对于中部座的中轴线摆动，声呐探测工具安装于下部座上，从而使探测工具不仅能够周向转动还能摆动，以便声呐探测工具能够对形状不规则的地下盐岩溶腔进行有效探测。

2、例如公开号为cn114035177a的中国发明公开了一种用于探测盐穴腔体形状的声纳工具，使用电磁驱动方式以及锥齿轮的方式进行驱动，使得位于下部座上的声呐检测工具能够水平方向转动以及竖直方向摆动而完成探测工作。该专利虽然能够依靠中部座在水平方向上的转动以及下部座在竖直方向上摆动而使得声呐检测工具对盐穴腔体形状进行全方位探测，但是在实际使用过程中，由于盐穴腔体位于地下较深位置，探测前需要钻孔至待探测位置，然后再将声呐检测工具沿着钻孔下放至探测位置，最后再利用声呐检测工具完成探测，而现有探测设备的声呐检测工具位于下部座的外侧壁上，使得声呐检测工具在被下放过程中可能与钻孔的侧壁发生碰撞摩擦而碰损，且盐穴腔体内环境复杂，进一步增大下放过程中碰损的风险；同时，钻孔中的岩屑以及尘土等杂质可能附着在探测器位置，从而影响探测器受用寿命以及检测精准度。

技术实现思路

1、本实用新型意在提供一种地下安全式探测结构以及盐穴腔体形状探测装置，以解决现有技术中盐穴腔体形状探测设备在使用过程中容易碰损的问题。

2、为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：一种地下安全式探测结构，包括竖向设置的中部座，中部座的侧壁开有配合槽，配合槽内竖向转动连接有连接部，连接部的一端转动连接于配合槽的顶壁或者底壁上，连接部的自由转动端或者朝向中部座内的一侧固定连接有探测部；配合槽的深度大于等于连接部的厚度，当连接部转动至与中部座的长度方向平行时，探测部位于中部座外壁所在的圆周内。

3、本方案的原理和有益效果是：本技术中，中部座竖向设置且中部座的侧壁上开有与连接部配合的配合槽，且连接部是竖向转动连接于配合槽内的，因此连接部的顶端或者底端转动连接于配合槽内，当连接部的一端转动连接于配合槽内时，连接部的自由转动端可以转动至配合槽之外而凸出到中部座之外，使得连接部自由转动端上或者朝向中部座内侧上连接的探测部可以转动至配合槽之外而完成探测工作。

4、而在探测部未进行探测时（例如由地面下放至探测位置过程中，或者在探测位置进行修整或者其他调节时），可以转动连接部，使连接部转动至连接部的长度方向与中部座长度方向相平行的状态，此时连接部完全转动至配合槽内，由于配合槽的深度大于等于连接部的厚度大小，因此当连接部转动至与中部座的长度方向平行时，连接部以及连接部上连接的探测部均转动至位于中部座和连接部之间，探测器被密封保护于配合槽内，避免探测部或者连接部凸出中部座的外壁之外，从而对探测部起到有效保护作用，解决现有技术中探测部在下放或者调整中部座状态过程中造成探测部与外界其他物体发生碰撞损伤的问题，有效提升探测结构的稳定性。

5、优选的，作为一种改进，所述连接部至少为两个，所有连接部沿着中部座中轴线的周向均匀排布；探测部包括若干个探测器，至少一个连接部上连接有探测器，其余连接部的顶端固定连接有重量与探测器重量相等的配重部。

6、发明人发现，现有技术中的探测工具能虽然够使检探测工具水平周向转动以及竖直方向摆动而完成探测工作，然而在实际操作过程中，当上部座、中部座以及下部座位于同一铅垂线上时，即使下部座跟随中部座在水平方向上周向转动时，由于上部座、中部座和下部座位于同一竖直线上，因此转动过程中，整个设备的重心不会发生改变，使得探测工具能够稳定地完成探测工作。但是，当下部座在竖直方向摆动时，由于下部座转动至与中部座以及上部座互成夹角，会造成整个探测工具的重心位置不仅在竖直方向上发生改变（重心上下移动），还会在水平方向上发生改变，从而出现中部座以及上部座在竖直方向上发生倾斜的情况，例如此时调节下部座转动45°，在中部座以及上部座因整个探测工具重心发生变化的情况下，下部座相对于铅垂线实际转动的角度会小于45°，造成测量出现误差，而整套探测工具位于地表下较深距离，无法进行方便地调节，使得探测的精准度受到影响。

7、为了解决现有技术中下部座在竖直方向上摆动过程中会造成整个探测工具重心变化而影响检测精准度的问题，本方案中，在中部座上至少转动连接有两个连接部，两个连接部沿着中部座中轴向的周向均匀地排布于中部座上，且所有连接部与中部座转动连接端均位于同一水平面上，从而在探测过程中，当其中一个至少连接有探测部的连接部转动时，只需控制剩余连接部也相对中部座转动相同角度，由于连接部上连接的探测部或者配重部的重量是相等的，即可保证即使连接部转动后整个探测结构的重心位置只会在竖直方向上移动，而不会再水平方向上改变，而整个探测结构重心在竖直方向上的改变不会对探测部的探测精度造成影响，从而有效确保探测部在探测过程中的精准性。

8、优选的，作为一种改进，所述中部座内设有用于驱动所有连接部同步相对中部座转动的驱动机构。

9、本方案中，利用驱动机构同步驱动所有连接部相对中部座同步转动，确保了所有连接部转动过程中的同步性，使得所有连接部能够整齐地相对中部座展开或者收拢，且展开和收拢过程中不会造成整个探测结构在水平方向内重心偏移，进一步提升整个探测结构使用过程中的平稳性。

10、优选的，作为一种改进，所述驱动机构包括定子、转子、驱动轴、控制系统、滑块和驱动连接件，所述驱动轴转动连接于中部座内，定子包括连接于中部座内的定子叠片组以及连接于定子叠片组上的线圈绕组，转子包括固定连接于驱动轴上的磁钢组，所述滑块沿着中部座的中轴线方向滑动连接于中部座上且与驱动轴螺纹配合；所述驱动连接件连接于连接部和滑块之间，用于驱动连接部相对中部座转动。

11、本方案中，利用控制系统控制定子叠片组上线圈绕组的通电情况，使磁钢组受到磁力作用而驱动转子精确转动，在转子转动作用力下，滑块受力而相对驱动轴的中轴线方向滑动，以使滑块带动驱动连接件驱动连接部转动，实现对探测器角度的调节，利用定子和转子的驱动方式，能够精确控制驱动轴转动的角度以及转动圈数，从而对探测器的转动角度实现精准控制。

12、优选的，作为一种改进，所述驱动连接件包括连杆，连杆的一端与滑块转动连接，另一端与连接部转动连接。

13、本方案中，利用连杆作为驱动连接件，连杆的结构简单，安装方便且能承受较大载荷，从而稳定地推动连接部以及探测器相对中部座转动。

14、优选的，作为一种改进，所述驱动连接件包括推杆和推块，所述连接部上开有滑动槽，所述推块滑动连接于滑动槽内，所述推杆的一端与滑块固定连接、另一端与推块转动连接。

15、本方案中，驱动连接件采用推杆和推块的形式，推块与滑块成平面接触，当滑块相对中部座的中轴线方向滑动时，即可平稳地推动推块移动，从而使推块推动连接部以及探测器转动，使用过程中平稳性更好。

16、优选的，作为一种改进，所述连接部的自由转动端开有安装槽，所述探测部固定连接于安装槽内，安装槽的深度值大于等于探测部的厚度。

17、本方案中，通过在连接部的自由转动端开设安装槽，并将安装槽的深度值大于等于探测部的厚度，从而在将探测部安装至安装槽中时，探测部的外端不会凸出连接部自由转动端之外，从而在连接部相对中部座转动时，探测部不会与中部座发生碰撞而损坏。

18、优选的，作为一种改进，所述探测器包括声能探测器、光电探测器的一种或者多种组合。

19、本方案中，检测器为声能探测器和光能探测器的其中一种或者两种组合，根据实际探测环境确定检测器的种类，适用性更强。

20、优选的，作为一种改进，还包括上部座，所述中部座沿着自身中轴线周向方向转动连接于上部座上。

21、本方案中，中部座沿着自身中轴线的周向方向转动连接于上部座上，通过转动中部座，可以使中部座以及中部座上连接的探测部在水平方向上转动，而探测部可以跟随连接部相对于中部座的中轴线转动，从而使探测部在竖直方向上转动，最终使探测部在水平方向以及竖直方向上的均能被调节，以便探测器对盐穴腔体形状进行360°的探测。

22、一种盐穴腔体形状探测装置，包括所述的一种地下安全式探测结构。

23、本方案中，通过在盐穴腔体形状探测装置上设置地下安全式探测结构，利用中部座上的配合槽对连接部以及探测部起到保护作用，从而在探测结构下放至盐穴腔体形状探测位置过程中避免探测部发生碰撞损坏。