[發明專利]一種固體充填投料井井壁磨損檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201410447025.6
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104265280B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 張吉雄;張強;齊文躍;黃鵬;梅少海;杜川
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;平頂山天安煤業股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種井壁磨損檢測裝置及其檢測方法，尤其適用于固體充填投料井井壁磨損檢測。

背景技術

投料井在固體充填采煤系統中處于重要的位置，是固體充填料運輸的咽喉，其井壁的嚴重磨損直接影響著充填采煤的進度。投料井表面的變形主要由于固體物料的磨損造成的，而目前用于井壁變形檢測的裝置主要有全景井壁掃描裝置以及其他井壁表面變形傳感器，這些裝置一方面價格昂貴，另一方面對于井壁磨損變形無法直觀的測量。因此，研究一種安裝方便、成本低的固體充填投料井井壁磨損檢測裝置及其測試方法顯得尤為重要。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種固體充填投料井井壁磨損檢測裝置及檢測方法，安裝方便、操作簡便、可靠性強，能夠有效的檢測出固體充填投料井井壁的磨損狀況，為保證投料井的工作效率提供依據。

技術方案：為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種固體充填投料井井壁磨損檢測裝置，包括井壁磨損檢測器、水平位移測量器、垂直位移監測器和限位導桿，所述限位導桿一端與井壁磨損檢測器連接，所述井壁磨損檢測器的信號輸出端與水平位移測量器的信號輸入端連接，所述限位導桿另一端穿過垂直位移監測器滑動設置。

結合垂直位移監測器檢測數據和水平位移測量器收集的數據可以將某一方位角度井壁沿垂直方向的磨損曲線畫出。

更進一步的，所述井壁磨損檢測器由若干組檢測臂組成，所述每組檢測臂包括電阻應變式位移傳感器、信號放大器、電磁鐵、電源、位移傳導桿、微調螺母和損傷探測頭，所述電阻應變式位移傳感器、電源和信號放大器分別固定在每組檢測臂內部，所述電磁鐵固定在電阻應變式位移傳感器上，所述位移傳導桿一端設置在與電磁鐵相對應的位置，所述位移傳導桿的另一端通過微調螺母與損傷探測頭固定，所述位移傳導桿可沿軸向作彈性伸縮運動，所述電源對電磁鐵供電，所述電阻應變式位移傳感器的信號輸出端與信號放大器的信號輸入端連接，所述信號放大器的信號輸出端與水平位移測量器的信號輸入端連接。

通過微調螺母調節損傷探測頭改變井壁磨損檢測器的外圓直徑，隨著井壁磨損檢測器進入井壁內部，設置在位移傳導桿另一端的損傷探測頭沿著損傷井壁向下運動，并同時作垂直于損傷井壁的伸縮往復運動，推動位移傳導桿水平伸縮往復運動，位于位移傳導桿一端對應電磁鐵位置的電阻應變式位移傳感器將位移傳導桿水平往復位移的數據信號通過信號放大器傳輸至水平位移測量器。

更進一步的，所述檢測臂還包括復位彈簧和檢測臂外殼，所述位移傳導桿一端徑向限位在檢測臂外殼內，并通過設置在檢測臂內部的復位彈簧沿軸向作彈性伸縮運動。

更進一步的，所述垂直位移監測器固定設置在檢測平臺上，所述檢測平臺搭建在井壁入口處。

更進一步的，所述水平位移測量器固定設置在檢測平臺上。

更進一步的，還包括旋轉控制裝置，所述限位導桿一端與井壁磨損檢測器旋轉連接，所述旋轉控制裝置的信號輸出端與井壁磨損檢測器的信號輸入端連接，通過旋轉控制裝置可以控制井壁磨損檢測器在井壁內水平旋轉。

一種固體充填投料井井壁磨損檢測裝置的檢測方法，具體步驟如下：

a.確定投料井內徑d₀，打開電源的開關，通過微調螺母調節損傷探測頭使得井壁磨損檢測器的外圓直徑d＝d₀+Δd；

b.待檢測平臺上的設備準備完畢后，將位移測量儀和垂直位移監測器調整為相同的數據記錄頻率，將井壁磨損檢測器連同限位導桿放入待測投料井內，此時井壁磨損檢測器位于井口附近井筒內未磨損段，記錄此時水平位移測量器上的初始讀數m₀以及垂直位移監測器的初始讀數n₀以及井壁磨損檢測器與井口的距離h；

c.待準備完畢，井壁磨損檢測器連同限位導桿沿著井壁勻速向下移動，水平位移測量器和垂直位移監測器開始記錄數據，將每節限位導桿固定連接，直至井壁磨損檢測器到達井底；

d.水平位移測量器記錄的數據均減去初始讀數m₀，得到第一組數據；垂直位移監測器記錄的數據均減去m₀-h，得到第二組數據；將第二組數據作為橫坐標，第一組數據作為縱坐標，可得到該方位角情況下井壁磨損曲線；

e.將井壁磨損檢測器提升至井口，相對原來位置沿井筒圓周方向旋轉45°，再次重復步驟a～d；