[發明專利]煤礦井下電能、信號和沖洗液多功能旋轉輸送器及方法

在審

• 申請號: 202210534210.3
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114991761A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 李泉新;方俊;陳龍;劉建林;陳翔;畢志琴;楊冬冬;曹明
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12;E21B21/02;H02J50/10
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王孝明

本發明提供了一種煤礦井下電能、信號和沖洗液多功能旋轉輸送器及方法，包括旋轉外筒，其第五腔體和第六腔體內安裝有輸送軸；第一腔體、第二腔體和第三腔體內安裝有載波信號轉換接頭；載波信號轉換接頭與外筒電路組相連接，外筒電路組與外筒線圈組相連接，外筒線圈組同軸套裝在內軸線圈組的外部，內軸線圈組與內軸電路組相連，內軸電路組與快插接頭相連，快插接頭安裝在伸出第六腔體外的第五段上，在旋轉外筒相對于輸送軸轉動的過程中進行電能和信號的相互傳輸；載波信號轉換接頭上設置有軸向貫通的一個及以上的第一水道，輸送軸內設置有軸向貫通的第二水道，第一水道、第四腔體和第二水道形成一條沖洗液的流動通道，實現沖洗液的旋轉輸送。

技術領域

本發明屬于煤礦井下坑道鉆探技術領域，涉及旋轉輸送器，具體涉及一種煤礦井下電能、信號和沖洗液多功能旋轉輸送器及使用方法。

背景技術

煤礦井下定向鉆孔是進行礦井地質勘查和災害防治的關鍵。定向造斜鉆具和隨鉆測量系統是定向鉆孔軌跡精確測控的核心，孔口旋轉輸送器是確保定向造斜鉆具和隨鉆測量系統正常穩定工作的關鍵。孔口旋轉輸送器主要用于定向鉆進孔內設備與孔口設備相對旋轉的同時，向孔內提供充足流量和壓力的沖洗液確保定向造斜鉆具正常工作，同時連接隨鉆測量系統的孔口信號采集處理終端和孔底測量探管，實現雙向信號傳輸，為鉆孔軌跡控制決策提供依據。

現有孔口旋轉輸送器由于功能要求多、長期處于高壓旋轉工作狀態，使用壽命短，且存在以下技術不足：

(A)沖洗液易泄漏。現有旋轉輸送器一般采用盤根、膠塞、密封圈等密封組件進行密封，其尺寸均較為固定。旋轉輸送器使用時，密封組件長期處于相對旋轉狀態，易磨損失效，導致沖洗液漏失嚴重，既減少了進入孔底定向造斜鉆具的沖洗液流量，又限制了沖洗液壓力正常升高，制約了定向造斜鉆具的性能發揮，此外惡化了鉆場施工環境。

(B)信號傳輸故障率高。現有旋轉輸送器的信號傳輸裝置均采用機械式點接觸結構，進行孔口信號采集處理終端和孔底測量探管之間的信號傳輸，定向鉆進時信號傳輸裝置長期處于相對旋轉狀態，易接觸不良或損壞，信號傳輸故障率高，需頻繁停鉆檢修或更換。

(C)制約孔內儀器工作時間。受現有旋轉輸送器的信號傳輸裝置故障率高等影響，現有旋轉輸送器主要用于向鉆孔提供鉆進用沖洗液和雙向信號傳輸，不具有電能傳輸功能，孔底測量探管主要采用電池筒進行供電，孔內工作時間短，需要頻繁退鉆更換電池，不能滿足長時間工作要求。

(D)信號傳輸實時性差。受旋轉輸送器信號傳輸易故障、孔內電池筒供電等多因素影響，目前隨鉆測量系統主要采用間歇工作模式，鉆進過程中部采集孔底信息，當前鉆桿施工完成后，才測量孔內靜態參數，既不利于了解孔內實時鉆進情況，又易導致控制滯后，制約了智能定向鉆進工藝的發展。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供一種煤礦井下電能、信號和沖洗液多功能旋轉輸送器及使用方法，解決現有技術中的旋轉輸送器存在的沖洗液易泄漏、孔內儀器工作時間受限以及信號傳輸故障率高三者難以兼顧的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種煤礦井下電能、信號和沖洗液多功能旋轉輸送器，包括旋轉外筒和輸送軸，旋轉外筒內從前端至后端依次設置有六個同軸連通的腔體，分別為第一腔體、第二腔體、第三腔體、第四腔體、第五腔體和第六腔體，第一腔體、第二腔體、第三腔體和第四腔體的內徑依次減小，第四腔體、第五腔體和第六腔體的內徑依次增大；

所述的旋轉外筒的外側壁上還開設有外筒電路組安裝倉，外筒電路組安裝倉上蓋合有可拆卸的外倉蓋；所述的第六腔體內的后部套裝有第一定位環，第一定位環的后端與第六腔體內的后端平齊，第一定位環的前端與第六腔體和第五腔體之間的階梯面之間形成外筒線圈組安裝倉，外筒線圈組安裝倉上蓋合有可拆卸的第一非金屬環狀內倉蓋；