一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管

1.一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，其特征在于包括悬挂短节(1)、发射测量短节(2)、电池短节(3)，所述悬挂短节(1)的右端通过螺纹连接有发射测量短节(2)，所述发射测量短节(2)的右端通过螺纹连接有电池短节(3)；
所述悬挂短节(1)包括母接头(4)、绝缘座(5)、引线螺母(6)、悬挂接头(7)、三同轴航空插座(8)，绝缘座(5)的内部开设有内孔，母接头(4)从绝缘座(5)的左侧穿过内孔延伸至绝缘座(5)的右侧通过螺纹连接有引线螺母(6)，所述母接头(4)和绝缘座(5)内孔侧壁之间通过橡胶圈密封；所述绝缘座(5)的右端通过螺纹连接有悬挂接头(7)且通过橡胶圈密封；所述悬挂接头(7)的右端通过螺纹连接有三同轴航空插座(8)；所述三同轴航空插座(8)和引线螺母(6)之间通过导线电性连接；
所述发射测量短节(2)包括三同轴航空插头(9)、测量后接头(10)、电路板骨架(11)、发射板(16)、测量板(17)、磁通门板(20)、外保护筒(12)、三组磁通门(22)、测量前接头(23)、扶正器一(24)、航空连接插座(25)，所述悬挂接头(7)的右端外侧壁通过螺纹外套连接有测量后接头(10)且通过橡胶圈进行密封；所述测量后接头(10)的内部通过螺纹连接有三同轴航空插头(9)；所述三同轴航空插座(8)和三同轴航空插头(9)对插电性连接；所述测量后接头(10)的外侧壁通过螺纹连接有外保护筒(12)且通过橡胶圈进行密封；所述外保护筒(12)设置在测量后接头(10)的右侧；所述外保护筒(12)的内部设置有电路板骨架(11)；所述电路板骨架(11)通过橡胶圈密封安装在外保护筒(12) 的内部；所述电路板骨架(11)的内部通过螺栓安装有发射板(16)、测量板(17)和磁通门板(20)；所述发射板(16)的个数为两个；
两个所述发射板(16)均设置在测量板(17)和磁通门板(20)的上侧；所述磁通门板(20)设置在测量板(17)的右侧；所述电路板骨架(11)的内部通过螺栓安装有磁通门(22)；所述磁通门(22)的组数为三组；三组所述磁通门(22)均设置在发射板(16)、测量板(17)和磁通门板(20)的右侧；所述外保护筒(12)的右端通过螺栓安装有测量前接头(23)且通过橡胶圈密封；所述测量前接头(23)的外侧壁通过螺栓安装有扶正器一(24)，所述测量前接头(23)的右端通过螺纹连接有航空连接插座(25)；所述三同轴航空插头(9)与发射板(16)之间通过导线电性连接，所述航空连接插座(25)分别通过导线与发射板(16)和测量板(17)电性连接，所述测量板(17)与磁通门板(20)之间通过导线电性连接，所述磁通门板(20)与磁通门(22)之间通过导线电性连接；
所述电池短节(3)包括航空连接插头(26)、弹簧电缆(27)、电池后接头(28)、保护板(29)、电池组(31)、电池外筒(30)、电池前接头(32)、扶正器二(33)，所述测量前接头(23)的右端通过螺纹连接有电池后接头(28)且通过橡胶圈密封；所述电池后接头(28)的内部设置有航空连接插头(26)；所述电池后接头(28)的外侧壁通过螺钉安装有保护板(29)；所述保护板(29)与航空连接插头(26)连接有弹簧电缆(27)；所述电池后接头(28)的右侧通过螺纹连接有电池外筒(30)且通过橡胶圈进行密封；所述保护板(29)设置在电池外筒(30)的内部；所述电池外筒(30)的内部设置有电池组(31)；所述电池外筒(30)的右侧通过螺纹连接有电池前接头(32)且通过橡胶圈进行密封；所述电池前接头(32)的外侧壁通过螺栓连接有扶正器二(33)；所述电池组(31)与保护板(29)之间通过导线电性连接。
2.按照权利要求1所述的一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，其特征在于所述发射板(16)的外侧壁从左至右依次安装有发射模块(14)、发射MCU(19)和电源模块一(18)，所述发射模块(14)、发射MCU(19)以及电源模块一(18)均通过发射板(16)电性连接。
3.按照权利要求1所述的一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，其特征在于所述测量板(17)的外侧壁安装有三轴加速度传感器(13)、测量MCU(15)和电源模块二(21)，所述三轴加速度传感器(13)、测量MCU(15)以及电源模块二(21)均通过测量板(17)电性连接。
4.按照权利要求1所述的一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，其特征在于所述电池组(31)的容量为X安时，X＞4；所述电池组(31)的电源电压为Y伏，Y＞12。
5.按照权利要求4所述的一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，其特征在于所述电池组(31)采用镍氢电池组或锂电池组。
6.按照权利要求1所述的一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，其特征在于所述扶正器一(24)和扶正器二(33)采用相同的大小和结构；所述扶正器一(24)和扶正器二(33)为丁腈橡胶、氟橡胶材质。
7.按照权利要求1所述的一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，其特征在于所述悬挂接头(7)、电路板骨架(11)、外保护筒(12)、测量前接头(23)、测量后接头(10)、电池前接头(32)、电池外筒(30)和测量后接头(10)和测量前接头(23)均为铜合金或不锈钢的无磁金属材质。
8.按照权利要求1所述的一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，其特征在于所述悬挂接头(7)内部开设有环孔过水槽(71)，所述环孔过水槽(71)的个数为两个；两个所述环孔过水槽(71)以悬挂接头(7)的截面圆心为中心相互对称。
9.按照权利要求8所述的一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，其特征在于所述悬挂接头(7)的外侧壁开设有键槽(72)；所述键槽(72)的槽型为U型。

一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及电磁波无线随钻测量技术领域，尤其涉及一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管。\n背景技术\n[0002] 随着我国工业科技技术水平的不断提高，对各种矿产类资源的使用量和开采量也与日俱增，而在部分矿产进行开采的过程中，像煤矿井下通常采用履带式全液压定向钻机，并配备随钻测量系统实现定向钻孔进行开采，而随钻测量系统分为有线随钻测量系统和无线随钻测量系统，无线随钻测量系统又分为泥浆脉冲无线随钻测量系统和电磁波无线随钻测量系统；\n[0003] 在现有技术中电磁波无线随钻测量系统的工作原理为：安装在孔底的电磁波无线随钻测量装置探管对倾角、方位角和工具面向角等参数进行测量，绝缘短节将前部钻具和后部钻具分隔绝缘，形成偶极子发射天线，利用低频电磁波的方式将孔底数据传递至孔口的防爆计算机，经过解调实时显示测量的数据及轨迹曲线等信息，为钻井工程师调整钻具方向提供依据，实现定向钻孔，从而为抽采瓦斯和探放水等提供有效钻孔；\n[0004] 现有技术中，在电磁波无线随钻测量装置中使用的探管，一般由悬挂短节、发射短节、电池短节和测量短节组成，在使用过程中存在如下问题：由悬挂短节、发射短节、电池短节和测量短节四个部分组装后的尺寸比较长，一般会超过3米，在活动空间狭隘的煤矿井下操作不方便，且质量重，带来了更加不便的操作性；另外四个短节之间的连接环节较多，受到外接因素损坏的范围较大，因此会出现故障的几率大的问题；最后，现有技术的探管一般采用对插航空插头和航空插座实现连接，连接处需做出复杂的旋转套结构，导致连接处的强度低，易损坏。\n发明内容\n[0005] 根据以上技术问题，本实用新型提供一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，包括悬挂短节、发射测量短节、电池短节，所述悬挂短节的右端通过螺纹连接有发射测量短节，所述发射测量短节的右端通过螺纹连接有电池短节；\n[0006] 所述悬挂短节包括母接头、绝缘座、引线螺母、悬挂接头、三同轴航空插座，所述绝缘座的内部开设有内孔，所述母接头从绝缘座的左侧穿过内孔延伸至绝缘座的右侧通过螺纹连接有引线螺母，所述母接头和绝缘座内孔侧壁之间通过橡胶圈密封；所述绝缘座的右端通过螺纹连接有悬挂接头且通过橡胶圈密封；所述悬挂接头的右端通过螺纹连接有三同轴航空插座；所述三同轴航空插座和引线螺母之间通过导线电性连接；\n[0007] 所述发射测量短节包括三同轴航空插头、测量后接头、电路板骨架、发射板、测量板、磁通门板、外保护筒、三组磁通门、测量前接头、扶正器一、航空连接插座，所述悬挂接头的右端外侧壁通过螺纹外套连接有测量后接头且通过橡胶圈进行密封；所述测量后接头的内部通过螺纹连接有三同轴航空插头；所述三同轴航空插座和三同轴航空插头对插电性连接；所述测量后接头的外侧壁通过螺纹连接有外保护筒且通过橡胶圈进行密封；所述外保护筒设置在测量后接头的右侧；所述外保护筒的内部设置有电路板骨架；所述电路板骨架通过橡胶圈密封安装在外保护筒的内部；所述电路板骨架的内部通过螺栓安装有发射板、测量板和磁通门板；所述发射板的个数为两个；两个所述发射板均设置在测量板和磁通门板的上侧；所述磁通门板设置在测量板的右侧；所述电路板骨架的内部通过螺栓安装有磁通门；所述磁通门的组数为三组；三组所述磁通门均设置在发射板、测量板和磁通门板的右侧；所述外保护筒的右端通过螺栓安装有测量前接头且通过橡胶圈密封；所述测量前接头的外侧壁通过螺栓安装有扶正器一，所述测量前接头的右端通过螺纹连接有航空连接插座；所述三同轴航空插头与发射板之间通过导线电性连接，所述航空连接插座分别通过导线与发射板和测量板电性连接，所述测量板与磁通门板之间通过导线电性连接，所述磁通门板与磁通门之间通过导线电性连接；\n[0008] 所述电池短节包括航空连接插头、弹簧电缆、电池后接头、保护板、电池组、电池外筒、电池前接头、扶正器二，所述测量前接头的右端通过螺纹连接有电池后接头且通过橡胶圈密封；所述电池后接头的内部设置有航空连接插头；所述电池后接头的外侧壁通过螺钉安装有保护板；所述保护板与航空连接插头连接有弹簧电缆；所述电池后接头的右侧通过螺纹连接有电池外筒且通过橡胶圈进行密封；所述保护板设置在电池外筒的内部；所述电池外筒的内部设置有电池组；所述电池外筒的右侧通过螺纹连接有电池前接头且通过橡胶圈进行密封；所述电池前接头的外侧壁通过螺栓连接有扶正器二；所述电池组与保护板之间通过导线电性连接；\n[0009] 优选的，所述发射板的外侧壁从左至右依次安装有发射模块、发射MCU 和电源模块一，所述发射模块、发射MCU以及电源模块一均通过发射板电性连接；\n[0010] 优选的，所述测量板的外侧壁安装有三轴加速度传感器、测量MCU和电源模块二，所述三轴加速度传感器、测量MCU以及电源模块二均通过测量板电性连接；\n[0011] 优选的，所述电池组的容量为X安时，X＞4；所述电池组的电源电压为Y伏，Y＞12；\n[0012] 优选的，所述电池组采用镍氢电池组或锂电池组；\n[0013] 优选的，所述扶正器一和扶正器二采用相同的大小和结构；所述扶正器一和扶正器二为丁腈橡胶、氟橡胶材质；\n[0014] 优选的，所述悬挂接头、电路板骨架、外保护筒、测量前接头、测量后接头、电池前接头、电池外筒和测量后接头和测量前接头均为铜合金或不锈钢的无磁金属材质；\n[0015] 优选的，所述悬挂接头内部开设有环孔过水槽，所述环孔过水槽的个数为两个；两所述环孔过水槽以悬挂接头的截面圆心为中心相互对称；\n[0016] 优选的，所述悬挂接头的外侧壁开设有键槽；所述键槽的槽型为U型。\n[0017] 本实用新型的有益效果为：\n[0018] 本实用新型通过悬挂短节、发射测量短节、电池短节，在现有技术上加以改进，将现有技术的发射短节和测量短节合并为一根短节，在同时具备测量和发射功能的条件下，达到了缩短整体尺寸的目的，本实用新型在使用的时候，只需将悬挂短节与上位钻杆通过键槽与固定键进行固定连接即可；在本实用新型中发射MCU控制发射模块实现对测量短节测量数据的无线电磁波传输功能，并且电源模块一通过从电池短节内的电池组引入电源并为发射模块和发射MCU及发射板的其它部分提供合适的电源；同时，电源模块二通过从电池短节内的电池组引入电源并为测量板、磁通门板和三组磁通门提供合适的电源，通过测量MCU控制三轴加速度传感器、磁通门板及三组磁通门，实现对倾角、方位角和工具面向角的测量；测量结果形成的电磁波最终通过绝缘短节形成偶极子发射天线，利用低频电磁波的方式将孔底数据传递至孔口的防爆计算机，方便工作人员针对数据进行调整，本实用新型通过将现有技术的四组短节合并减少为三组短节；相较于现有技术来说大大缩短的尺寸，使长度缩短至2.2米，连接结构紧凑合理，同时减轻了整体质量，使本实用新型更方便在狭隘的巷道内操作和安装，另外将四组短节合并减少为三组短节的同时更加较少了连接环节；降低的故障率；\n[0019] 另外值得注意的是，本实用新型中的悬挂短节和发射测量短节之间采用三同轴航空插座和航空插头电性连接，发射测量短节和电池短节之间采用航空插座和带弹簧电缆的航空插头电性连接，通过具备柔性的弹簧电缆，实现航空连接插座和航空连接插头自行转动连接，代替现有技术的连接套结构，使连接处不存在旋转套结构，有效的达到了强度高，不易损坏优点。\n附图说明\n[0020] 图1为本实用新型整体的直观结构示意图。\n[0021] 图2为本实用新型悬挂短节的内部结构示意图。\n[0022] 图3为本实用新型发射测量短节左右两部分的示意图。\n[0023] 图4为本实用新型电池短节内部结构示意图。\n[0024] 图5为本实用新型悬挂接头直观结构示意图。\n[0025] 如图：1‑悬挂短节，2‑发射测量短节，3‑电池短节，4‑母接头，5‑绝缘座，6‑引线螺母，7‑悬挂接头，71‑环孔过水槽，72‑键槽，8‑三同轴航空插座，9‑三同轴航空插头，10‑测量后接头，11‑电路板骨架，12‑外保护筒，13‑三轴加速度传感器，14‑发射模块，15‑测量MCU，\n16‑发射板，17‑ 测量板，18‑电源模块一，19‑发射MCU，20‑磁通门板，21‑电源模块二， 22‑磁通门，23‑测量前接头，24‑扶正器一，25‑航空连接插座，26‑航空连接插头，27‑弹簧电缆，\n28‑电池后接头，29‑保护板，30‑电池外筒，31‑ 电池组，32‑电池前接头，33‑扶正器二。\n具体实施方式\n[0026] 本实用新型提供一种矿用电磁波无线随钻测量装置探管，包括悬挂短节1、发射测量短节2、电池短节3，悬挂短节1的右端通过螺纹连接有发射测量短节2，发射测量短节2的右端通过螺纹连接有电池短节3；\n[0027] 悬挂短节1包括母接头4、绝缘座5、引线螺母6、悬挂接头7、三同轴航空插座8，绝缘座5的内部开设有内孔，母接头4从绝缘座5的左侧穿过内孔延伸至绝缘座5的右侧通过螺纹连接有引线螺母6，母接头4和绝缘座5内孔侧壁之间通过橡胶圈密封；绝缘座5的右端通过螺纹连接有悬挂接头7且通过橡胶圈密封；悬挂接头7的右端通过螺纹连接有三同轴航空插座8；三同轴航空插座8和引线螺母6之间通过导线电性连接；\n[0028] 发射测量短节2包括三同轴航空插头9、测量后接头10、电路板骨架 11、发射板16、测量板17、磁通门板20、外保护筒12、三组磁通门22、测量前接头23、扶正器一24、航空连接插座25，悬挂接头7的右端外侧壁通过螺纹外套连接有测量后接头10且通过橡胶圈进行密封；测量后接头 10的内部通过螺纹连接有三同轴航空插头9；三同轴航空插座8和三同轴航空插头9对插电性连接；测量后接头10的外侧壁通过螺纹连接有外保护筒12且通过橡胶圈进行密封；外保护筒12设置在测量后接头10的右侧；外保护筒12的内部设置有电路板骨架\n11；电路板骨架11通过橡胶圈密封安装在外保护筒12的内部；电路板骨架11的内部通过螺栓安装有发射板 16、测量板17和磁通门板20；发射板16的个数为两个；两个发射板16 均设置在测量板17和磁通门板20的上侧；磁通门板20设置在测量板17 的右侧；电路板骨架11的内部通过螺栓安装有磁通门22；磁通门22的组数为三组；三组磁通门22均设置在发射板16、测量板17和磁通门板20 的右侧；外保护筒12的右端通过螺栓安装有测量前接头23且通过橡胶圈密封；测量前接头23的外侧壁通过螺栓安装有扶正器一24，测量前接头 23的右端通过螺纹连接有航空连接插座25；三同轴航空插头9与发射板 16之间通过导线电性连接，航空连接插座25分别通过导线与发射板16和测量板17电性连接，测量板17与磁通门板20之间通过导线电性连接，磁通门板20与磁通门22之间通过导线电性连接；\n[0029] 电池短节3包括航空连接插头26、弹簧电缆27、电池后接头28、保护板29、电池组\n31、电池外筒30、电池前接头32、扶正器二33，测量前接头23的右端通过螺纹连接有电池后接头28且通过橡胶圈密封；电池后接头28的内部设置有航空连接插头26；电池后接头28的外侧壁通过螺钉安装有保护板29；保护板29与航空连接插头26连接有弹簧电缆27；电池后接头28的右侧通过螺纹连接有电池外筒30且通过橡胶圈进行密封；保护板29设置在电池外筒30的内部；电池外筒30的内部设置有电池组31；电池外筒30的右侧通过螺纹连接有电池前接头32且通过橡胶圈进行密封；电池前接头32的外侧壁通过螺栓连接有扶正器二33；电池组31与保护板 29之间通过导线电性连接；\n[0030] 在一个可选的实施例中，发射板16的外侧壁从左至右依次安装有发射模块14、发射MCU19和电源模块一18，发射模块14、发射MCU19以及电源模块一18均通过发射板16电性连接；\n[0031] 在一个可选的实施例中，测量板17的外侧壁安装有三轴加速度传感器13、测量MCU15和电源模块二21，三轴加速度传感器13、测量MCU15 以及电源模块二21均通过测量板\n17电性连接；\n[0032] 在一个可选的实施例中，电池组31的容量为X安时，X＞4；电池组 31的电源电压为Y伏，Y＞12；\n[0033] 在一个可选的实施例中，电池组31采用镍氢电池组或锂电池组；\n[0034] 在一个可选的实施例中，扶正器一24和扶正器二33采用相同的大小和结构；扶正器一24和扶正器二33为丁腈橡胶、氟橡胶材质；\n[0035] 在一个可选的实施例中，悬挂接头7、电路板骨架11、外保护筒12、测量前接头23、测量后接头10、电池前接头32、电池外筒30和测量后接头10和测量前接头23均为铜合金或不锈钢的无磁金属材质；\n[0036] 在一个可选的实施例中，悬挂接头7内部开设有环孔过水槽71，环孔过水槽71的个数为两个；两个环孔过水槽71以悬挂接头7的截面圆心为中心相互对称；\n[0037] 在一个可选的实施例中，悬挂接头7的外侧壁开设有键槽72；键槽72 的槽型为U型。\n[0038] 操作原理：\n[0039] 本实用新型在使用的时候，只需将悬挂短节1与上位钻杆通过键槽72 与固定键进行固定连接即可；在本实用新型中发射MCU19控制发射模块14 实现对测量短节测量数据的无线电磁波传输功能，并且电源模块一18通过从电池短节3内的电池组31引入电源并为发射模块14和发射MCU19及发射板16的其它部分提供合适的电源；同时，电源模块二21通过从电池短节3内的电池组31引入电源并为测量板17、磁通门板20和三组磁通门22 提供合适的电源，通过测量MCU15控制三轴加速度传感器13、磁通门板20 及三组磁通门22，实现对倾角、方位角和工具面向角的测量；测量结果最终通过绝缘短节形成偶极子发射天线，利用低频电磁波的方式将孔底数据传递至孔口的防爆计算机，方便工作人员针对数据进行调整，本实用新型通过将现有技术的四组短节合并减少为三组短节；相较于现有技术来说大大缩短的尺寸，使长度缩短至2.2米，连接结构紧凑合理，同时减轻了整体质量，使本实用新型更方便在狭隘的巷道内操作和安装，另外将四组短节合并减少为三组短节的同时更加较少了连接环节；降低的故障率；\n[0040] 另外值得注意的是，本实用新型中的悬挂短节1和发射测量短节2之间采用三同轴航空插座8和航空插头电型连接，发射测量短节2和电池短节3之间采用航空连接插座25和带弹簧电缆27的航空连接插头26电连接，通过具备柔性的弹簧电缆27，实现航空连接插座\n25和航空连接插头26自行转动连接，代替现有技术的连接套结构，使连接处不使用旋转套结构，有效的达到了强度高，不易损坏优点。\n[0041] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本实用新型提到的各个部件为现有领域常见技术，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。