一种轻型随钻原位测试系统孔内定位装置的制作方法

1.本发明涉及一种轻型随钻原位测试系统孔内定位装置，属于原位测试技术领域。


背景技术：

2.岩土勘察原位测试技术能为地下空间工程设计提供可靠的岩土物理力学性质参数，随着深层地下空间开发项目进行，需要通过原位测试手段获取更深的岩土物理力学性质参数。传统的原位测试设备测试深度有限，难以满足深层地下空间开发利用的需求。
3.采用扩大钻管直径，使其容纳原位测试总成，从而使原位测试与钻管旋转钻进交替进行，是一种可以实现深层空间探测的原位测试方式，但是，如何为原位测试装置在钻管内实现定位，为原位测试提供支承反力，如何实现原位测试装置从钻管中取出，以及如何实现钻管旋转钻进与原位测试交替进行，是亟待解决的技术难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种轻型随钻原位测试系统孔内定位装置，孔内定位装置能在原位测试总成下放至定位台阶时，卡爪伸张抵在定位槽下方，为原位测试提供支承反力。提升原位测试总成时，卡爪收拢脱离定位槽，便于提取测试总成。解决原位测试总成在孔内定位、进行测试的反力支撑问题，以及从钻管中取出的问题。
5.本发明采取以下技术方案：
6.一种轻型随钻原位测试系统孔内定位装置，包括：内部可容纳并通过定位台阶2212支撑原位测试总成1的钻管22；与所述原位测试总成1连接并可自所述接头处穿入所述钻管22内部的电缆14；与原位测试总成1同轴，并可相对原位测试总成1轴向运动的爪心向上可张开/收拢的卡爪132；将卡爪132收缩复位的卡爪收拢装置134；设于所述卡爪132上方，与原位测试总成1同轴，且可相对原位测试总成1轴向运动的滑块；设于钻管22内壁，下端用于抵住所述撑开后的卡爪132的定位槽2211；当原位测试总成1下放到位受到钻管22所述定位台阶2212支撑，电缆14松弛，滑块在重力作用下向下滑移撑开所述卡爪132并使所述卡爪132上方抵住所述定位槽2211；测试完成提拉电缆14，滑块随电缆14向上移动并与卡爪132脱离，卡爪132在卡爪收拢装置134作用下收回，脱离定位槽2211。
7.优选的，卡爪132通过卡爪销轴1321固定于悬挂器支架131下部铰耳位置，卡爪收拢装置134使得卡爪无外力作用时保持收拢状态，芯轴135内插通过上端盖133和悬挂器支架131，可上下自由滑动，滑块136固定于芯轴135外侧，且位于上端盖133下方，弹簧137置于滑块136和上端盖133之间，电缆承重接头138外套固定于芯轴135上端。
8.优选的，所述卡爪收拢装置134为周拉簧，当所述滑块脱离所述卡爪132后，所述卡爪132在所述周拉簧的拉力下向内收拢并脱离所述定位槽2211。
9.优选的，所述卡爪收拢装置134包括：两端分别与卡爪及滑块铰接的拉杆。
10.进一步的，所述卡爪收拢装置134还包括向下抵住滑块的弹簧137，所述卡爪处于收拢状态时，弹簧137处于压缩状态，用于对滑块自重力叠加，推动拉杆撑开所述卡爪。
11.本发明的有益效果在于：孔内定位装置能在原位测试总成下放至定位台阶时，卡爪伸张抵在定位槽中，为原位测试提供支承反力；提升原位测试总成时，卡爪收拢脱离定位槽，便于提取测试总成，解决了原位测试总成在孔内定位、进行测试的反力支撑问题，以及从钻管中取出的问题。
附图说明
12.图1是本发明轻型随钻原位测试系统孔内定位装置的剖视图。图中，131悬挂器支架；132卡爪；133悬挂器上端盖；134卡爪收拢装置；135芯轴；136滑块；137弹簧；138电缆承重接头；14电缆；22钻管。
13.图2是实施例一中，轻型随钻原位测试系统孔内定位装置，下放或提拉原位测试总成的工作原理示意图(卡爪收拢)。
14.图3是图2的局部放大图。
15.图4是实施例一中，轻型随钻原位测试系统孔内定位装置，原位测试总成放置于定位台阶的工作原理示意图(卡爪张开抵在定位槽下方)。
16.图5是图4的局部放大图。
17.图6是实施例二中：轻型随钻原位测试系统孔内定位装置，下放或提拉原位测试总成的工作原理示意图(卡爪收拢)。
18.图7是图6的局部放大图。
19.图8是实施例二中，轻型随钻原位测试系统孔内定位装置，原位测试总成放置于定位台阶的工作原理示意图(卡爪张开抵在定位槽下方)。
20.图9是图8的局部放大图。
21.图10是实施例三中，轻型随钻原位测试系统孔内定位装置，下放或提拉原位测试总成的工作原理示意图(卡爪收拢)。
22.图11是图10的局部放大图。
23.图12是实施例三中，轻型随钻原位测试系统孔内定位装置，原位测试总成放置于定位台阶的工作原理示意图(卡爪张开抵在定位槽下方)。
24.图13是图12的局部放大图。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
26.实施例一：
27.如图2
‑
5所示，该轻型随钻原位测试系统孔内定位装置主要包括：悬挂器支架131、卡爪132、悬挂器上端盖133、卡爪收拢装置(周拉簧)134、芯轴135、滑块136、弹簧137、电缆承重接头138、电缆14。
28.悬挂器支架131与上端盖133固定连接，卡爪132通过卡爪销轴1321固定于悬挂器支架131下部铰耳位置，卡爪收拢装置134为嵌套在卡爪上部槽口1322的周拉簧，周拉簧使得卡爪无外力作用时保持收拢状态，芯轴135内插通过上端盖133和悬挂器支架131，可上下自由滑动，滑块136固定于芯轴135外侧，且位于上端盖133下方，弹簧137置于滑块136和上端盖133之间，电缆承重接头138外套固定于芯轴135上端。当原位测试总成1受电缆14提拉
时，弹簧137处于压缩状态，当原位测试总成1下放至定位台阶2212时，自重及弹簧137回弹作用使滑块136、芯轴135和电缆承重接头138整体向下移动，其中滑块136下落推动卡爪132张开，张开的卡爪132可抵在定位槽2211下方；当测试完成提拉电缆时，滑块136、芯轴135和电缆承重接头138相对于悬挂器支架131整体向上移动，弹簧137压缩，滑块136与卡爪132脱离，卡爪132因周拉簧134回弹作用收拢，脱离定位槽2211。
29.实施例二：
30.如图6
‑
9，该轻型随钻原位测试系统孔内定位装置主要包括：悬挂器支架131、卡爪132、悬挂器上端盖133、卡爪收拢装置(扭簧)134、芯轴135、滑块136、弹簧137、电缆承重接头138、电缆14。
31.悬挂器支架131与上端盖133固定连接，卡爪132通过卡爪销轴1321固定于悬挂器支架131下部铰耳位置，卡爪收拢装置134为固定在卡爪销轴1321处的扭簧，扭簧使得卡爪无外力作用时保持收拢状态，芯轴135内插通过上端盖133和悬挂器支架131，可上下自由滑动，滑块136固定于芯轴135外侧，且位于上端盖133下方，弹簧137置于滑块136和上端盖133之间，电缆承重接头138外套固定于芯轴135上端。当原位测试总成1受电缆14提拉时，弹簧137处于压缩状态，当原位测试总成1下放至定位台阶2212时，自重及弹簧137回弹作用使滑块136、芯轴135和电缆承重接头138整体向下移动，其中滑块136下落推动卡爪132张开，张开的卡爪132可抵在定位槽2211下方；当测试完成提拉电缆时，滑块136、芯轴135和电缆承重接头138相对于悬挂器支架131整体向上移动，弹簧137压缩，滑块136与卡爪132脱离，卡爪132因扭簧134回弹作用收拢，脱离定位槽2211。
32.实施例三：
33.如图10
‑
13，该轻型随钻原位测试系统孔内定位装置主要包括：悬挂器支架131、卡爪132、悬挂器上端盖133、卡爪收拢装置(卡爪推拉杆)134、芯轴135、滑块136、弹簧137、电缆承重接头138、电缆14。
34.悬挂器支架131与上端盖133固定连接，卡爪132通过卡爪销轴1321固定于悬挂器支架131下部铰耳位置，芯轴135内插通过上端盖133和悬挂器支架131，可上下自由滑动，滑块136固定于芯轴135外侧，且位于上端盖133下方，卡爪上部有推拉杆销轴1323，滑块有滑块销轴1361，推拉杆销轴1323和滑块销轴1361通过卡爪推拉杆134连接。电缆承重接头138外套固定于芯轴135上端。当原位测试总成1受电缆14提拉时，滑块136、芯轴135和电缆承重接头138整体向上移动，弹簧137处于压缩状态，卡爪推拉杆134拉引卡爪132使其处于收拢状态。当原位测试总成1下放至定位台阶2212时，自重及弹簧137回弹作用使滑块136、芯轴135和电缆承重接头138整体向下移动，其中滑块136下落带动卡爪推拉杆134推动卡爪132张开，张开的卡爪132可抵在定位槽2211下方；当测试完成提拉电缆时，滑块136、芯轴135和电缆承重接头138相对于悬挂器支架131整体向上移动，弹簧137压缩，卡爪推拉杆134拉引卡爪132使其处于收拢状态，脱离定位槽2211。
35.以上三项实施例均为本发明的可选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。