[實用新型]一種井筒井壁變形自動測量儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720402925.8
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN206756109U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張若祥;辛恒奇;孫廣京;趙健;李先峰;徐栓祥;周建;呂偉魁
• 申請（專利權(quán)）人: 新汶礦業(yè)集團有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及井筒變形檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種井筒井壁變形自動測量儀。

背景技術(shù)

由于煤礦井筒穿越不同巖性的巖層,很容易出現(xiàn)井壁圍巖變形、位移和裂隙,進而造成罐道的變形,對生產(chǎn)提升和安全生產(chǎn)造成重大影響。目前立井井壁變形檢測方法主要有幾何測量法和傳感器測量法。基于幾何測量法檢測井壁變形方面，存在著觀測時間占用井筒、觀測結(jié)果不精確及不能掌握井壁局部受力狀況等不足。基于傳感器測量法檢測井壁變形方面，主要采用鋼筋應(yīng)力計、應(yīng)變片等點式傳感器，測量各點的應(yīng)變值，獲得井壁應(yīng)變、應(yīng)力分布曲線。但傳統(tǒng)的點式傳感器存在著如下局限性：(1)由于不連續(xù)測量，其檢測結(jié)果無法整體反映立井井壁的變形特征，存在漏檢；(2)井壁混凝土內(nèi)安裝電子元器件時，由于傳感器與傳導(dǎo)線的交接處易發(fā)生接觸不良、斷裂而使檢測點失效、成活率較低；(3)傳感器在測試時存在著零點漂移、受電磁場干擾靈敏度和精度降低等問題，使測試數(shù)據(jù)失真。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能夠直觀的顯示出井壁需修復(fù)或維護區(qū)域以及變形量的井筒井壁變形自動測量儀。為此，現(xiàn)提出如下技術(shù)方案：

一種井筒井壁變形自動測量儀，包括多點式環(huán)形激光測距儀和三維數(shù)據(jù)分析模擬器，所述多點式環(huán)形激光測距儀包括環(huán)形發(fā)射托架、設(shè)在環(huán)形發(fā)射托架中部的激光數(shù)據(jù)反饋接收存儲器和供電電池，所述環(huán)形發(fā)射托架上設(shè)有若干個激光發(fā)射接收器，所述激光發(fā)射接收器可在豎直方向上、下旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0-90°，并且每兩個激光發(fā)射接收器之間呈1-5°夾角，所述激光發(fā)射接收器發(fā)射激光到井壁表面，然后接收井壁表面反射回的光并將接收的數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊す鈹?shù)據(jù)反饋接收存儲器，所述激光數(shù)據(jù)反饋接收存儲器將接收到的測量數(shù)據(jù)按坐標的形式存儲；所述三維數(shù)據(jù)分析模擬器對激光數(shù)據(jù)反饋接收存儲器內(nèi)的測量數(shù)據(jù)進行讀取，生成井壁三維模型。

對上述方案的進一步改進，所述激光發(fā)射接收器通過旋轉(zhuǎn)鉸鏈安裝在環(huán)形發(fā)射托架上。

對上述方案的進一步改進，所述激光發(fā)射接收器的個數(shù)為72-360。

對上述方案的進一步改進，所述激光發(fā)射接收器的發(fā)射范圍為1-2km。

對上述方案的進一步改進，所述激光發(fā)射接收器與三維數(shù)據(jù)分析模擬器都是通過無線發(fā)射模塊與激光數(shù)反饋接收存儲器進行數(shù)據(jù)傳輸。

對上述方案的進一步改進，所述多點式環(huán)形激光測距儀下方設(shè)有三腳支架。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的有益效果在于：

(1)本實用新型采用激光發(fā)射接收器作為探測井壁變形的傳感器，首先當激光照射到井壁表面，井壁表面反射的光會被激光發(fā)射接收器所接收，繼而將井壁表面各個點的測量數(shù)據(jù)傳遞到存儲模塊，將數(shù)據(jù)以坐標的形式存儲，繼而三維數(shù)據(jù)分析模擬器將所有的數(shù)據(jù)繪制成井壁的三維模型，由三維模型可以清晰的表示井壁表面的情況，繼而以實現(xiàn)事故情況為發(fā)生時，及時對井壁進行修復(fù)，以確保井下工作人員的人身安全，并且本實用新型不需要提前在井筒內(nèi)布線，結(jié)構(gòu)簡單，在實際測量的過程中，操作簡單，只要打開激光發(fā)射接收器，即可完成井壁測量，前期不需要花費人力和財力去布線，并且本實用新型所述的多點式激光測距儀不會對井壁造成破壞，當測量完成就可以直接拿走，保持井壁的完整性。

(2)本實用新型采用激光發(fā)射接收器來測量井壁變形量，數(shù)據(jù)相較傳統(tǒng)的應(yīng)變式傳感器，其數(shù)據(jù)傳輸更加可靠，因為布置的激光發(fā)射接收器多，可以全方面的測量井壁的形變量，不會發(fā)生漏檢的情況，并且激光發(fā)射接收器的發(fā)射范圍為1-2km，適合各種礦井的探測。

(3)本實用新型所述的激光發(fā)射接收器是通過旋轉(zhuǎn)鉸鏈布置在環(huán)形托架上，激光發(fā)射接收器可通過旋轉(zhuǎn)鉸鏈在0-90°內(nèi)上、下旋轉(zhuǎn)，使探測的數(shù)據(jù)更為精確。

附圖說明

圖1本實用新型所述的一種井筒井壁變形自動測量儀的多點式環(huán)形激光測距儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本實用新型所述的一種井筒井壁變形自動測量儀的三維數(shù)據(jù)分析模擬器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3本實用新型所述的井筒井壁變形自動測量儀現(xiàn)場使用模擬圖。

附圖說明：環(huán)形發(fā)射托架-1；激光發(fā)射接收器-2；旋轉(zhuǎn)鉸鏈-3；激光數(shù)據(jù)反饋接收存儲器-4；三角支架-5；三維數(shù)據(jù)分析模擬器-6；井壁-7；井底-8；激光束-9。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的技術(shù)方案。