钻孔测斜仪探头.pdf

本发明公开了一种钻孔测斜仪探头，包括套管及套管两端螺纹连接的两接头，特点是套管内上、下两端分别设有固定架、测量框架，固定架上设有输出入接口、电源、控制电路、步进电机，测量框架上设有倾角传感器、方位传感器、两端设有转轴；一接头上设有轴承座；固定架与套管的内壁固接，测量框架的一端由转轴支撑在轴承座上，另一端转轴由联轴器与步进电机连接。本发明设计合理，结构简单，它采用倾角传感技术，避免了由于偏重块不到位而影响方位和倾角的精确测量，使得钻孔的倾角＜3°时，也能保证测量的精度，调试方便，安装后免维护。

1、  一种钻孔测斜仪探头，包括套管(1)及与套管(1)两端螺纹连接的接头(15)、(17)，其特征在于套管(1)内两端分别设有固定架(2)、测量框架(10)，固定架(2)上设有输出入接口(5)、电源(6)、控制电路(7)、步进电机(8)；测量框架(10)上设有倾角传感器(11)、方位传感器(12)、两端设有转轴(13)、(16)；接头(17)上设有轴承座(3)；固定架(2)与套管(1)内壁固接，测量框架(10)的一端由转轴(13)支撑在轴承座(3)上，另一端转轴(16)由联轴器(19)与步进电机(8)连接。

2、  根据权利要求1所述钻孔测斜仪探头，其特征在于所述转轴(16)上套装集流环(9)，集流环(9)上的线架(4)则与套管(1)的内壁固接。

3、  根据权利要求1或2所述钻孔测斜仪探头，其特征在于所述输出入接口(5)、电源(6)、控制电路(7)、步进电机(8)，集流环(9)、线架(4)、倾角传感器(11)、方位传感器(12)分别由导线连接。

钻孔测斜仪探头
技术领域
本发明涉及地质测量仪器仪表，具体地说是一种钻孔测斜仪探头。
背景技术
目前，地质钻孔上用来测斜的仪器一般都是采用偏重块式测斜仪，它由探头及地面显示器组成，探头是探管内设置一框架，框架的两端设有上、下顶针，框架上设有偏重块、方位传感器、倾角传感器，上、下顶针能使框架在探管发生倾斜或方位变化时能比较灵敏的转动。检测时它将探头沿着钻孔壁下滑至检测点，当探管倾斜或方位发生变化方位时，在偏重块的作用下使框架偏转到某个预先设定的位置上，此时方位传感器和倾角传感器记录并传输钻孔的方位角和倾角的测量数据。测斜仪的测量精度与偏重块的设置有很大的关系，当钻孔的倾角≤3°时会影响偏重块将框架偏转到预先设定的位置，此时所测量到的数据误差就比较大，所以现有的偏重块式测斜仪使用时钻孔的倾角必须＞3°，否则就不能保证测量数据的准确。另外上、下顶针因磨损会加大它的旋转阻力，使框架旋转的灵敏度下降，而且框架与电源、输出接口是用导线连接的，导线与框架接触深了会增加框架旋转的摩擦力，接触浅了则会影响输出信号，从而影响仪器的测量精度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种钻孔测斜仪探头，它可在钻孔的倾角＜3°时，也能保证方位和倾角的测量精度，进一步扩大了测量范围，而且信号传输通畅、可靠，测量精度高。
本发明的目的是这样实现的：一种钻孔测斜仪探头，包括套管及套管两端螺纹连接的两接头，特点是套管内上、下两端分别设有固定架、测量框架，固定架上设有输出入接口、电源、控制电路、步进电机，测量框架上设有倾角传感器、方位传感器、两端设有转轴；一接头上设有轴承座；固定架与套管的内壁固接，测量框架的一端由转轴支撑在轴承座上，另一端转轴由联轴器与步进电机连接。
所述转轴上套装集流环，集流环上的线架则与套管的内壁固接。
所述输出入接口、电源、控制电路、步进电机，集流环、线架、倾角传感器、方位传感器分别由导线连接。
本发明设计合理，结构简单，它采用倾角传感技术，避免了由于偏重块不到位而影响方位和倾角的精确测量，进一步扩大了测量范围，使得钻孔的倾角＜3°时，也能保证方位和倾角的精确测量，而且信号传输通畅、可靠，测量精度高，调试方便，故障率低。
附图说明
附图为本发明结构示意图
具体实施方式
参阅附图，本发明包括套管1及套管1两端螺纹连接的接头15、17，套管1内的上、下两端分别设有固定架2、测量框架10，固定架2与套管1的内壁固接，其上固定设有输出入接口5、电源6、控制电路7、步进电机8；测量框架10上固定设有倾角传感器11、方位传感器12，测量框架10的两端设有转轴13、16；接头17上设有轴承座3，轴承座3上设有轴承14；测量框架10的一端由转轴13支撑在轴承14上，另一端转轴16由联轴器19与步进电机8连接。转轴16上套装集流环9，集流环9上的线架4则与套管1的内壁固接。上述输出入接口5、电源6、控制电路7、步进电机8，集流环9、线架4、倾角传感器11、方位传感器12分别由导线作相应的连接，电源6通过导线分别向控制电路7、步进电机8及线架4提供工作电源，固设在测量框架10上的倾角传感器11、方位传感器12则由集流环9通过线架4得到工作电源。
本发明是这样工作的：将接头15旋开，输出入接口5用导线与地面控制显示器连接，在地面控制显示器上设定测量程序，然后存储在控制电路7内并开启电源6，卸下导线旋上接头15，用钢丝绳连接接头15的吊孔18，将本发明沿钻孔壁滑入到被测点，步进电机8带动测量框架10转动，电源6通过导线分别向控制电路7、步进电机8及线架4供电，固设在测量框架10上的倾角传感器11、方位传感器12则由集流环9通过线架4得到工作电源。倾角传感器11的水平轴对地的投影值将产生周期性的变化，当其达到最大值时，倾角传感器11会将信号传输给控制电路7，由控制电路7命令步进电机8停止转动，此时得到的方位和倾角的测量数据存储在控制电路7内的存储芯片上，接着进入下一个检测点及以后各点的测量。测量完毕后，取出本发明，打开接头15，输出入接口5用导线与地面控制显示器连接，由地面控制显示器读取、分析存储在控制电路7内的所有数据。