一种多年冻土区测温钻孔内更换测温电缆的装置制造方法
【专利摘要】一种多年冻土区测温钻孔内更换测温电缆的装置，包括钢套管、测温电缆、碳纤维加热线、无扭编织钢丝绳和U槽滑轮，钢套管底部设有U槽滑轮；测温电缆和碳纤维加热线并行紧密捆绑置于钢套管内，并绕过U槽滑轮与无扭编织钢丝绳的一端相连接；无扭编织钢丝绳的另一端连接绕绳机；测温电缆的外路端与数据采集器相连；碳纤维加热线的外露端与电源相连。本实用新型改变了传统蒸汽钻法在费时费力的情况下甚至还解决不的更换方式，减小了测温电缆的更换作业周期，从而快速有效的解决了钻孔中钢套管内结冰不易处理的难题，从整体上提高的资源的合理利用。本实用新型结构简单，一次性布设成功后可长期使用，便于野外钻孔测温实验中应用。
【专利说明】—种多年冻土区测温钻孔内更换测温电缆的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型冻土研究领域，具体说是一种多年冻土区测温钻孔内更换测温电缆的
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【背景技术】
[0002]在多年冻土研究中，监测其温度的变化是最常规的观测内容，通过分析监测获取的数据，掌握多年冻土内部温度变化规律，从而为多年冻土对气候、生态及工程建设等的响应提供科学依据。
[0003]目前冻土温度测量探头以精密热敏电阻为主，测温探头被制作成全密封型，依据研究深度及所测量层位确定测温探头的个数，从几个到几十个，乃至上百个均会出现，测温探头会被集成连接在多芯电缆上后组成测温电缆。一般采取在被研究的多年冻土区打钻的方式，在钻孔内布设钢套管，测温电缆布设在钢套管里面。钢套管里面的测温电缆在长期使用过程中，当测温探头因老化或损坏而需更换新的测温探头时，测温电缆就需要被完整取出，这对测温电缆的更换提出了较高的要求。因多年冻土地区常年处于冻结状态，钢套管内容易产生水汽冻冰，导致测温电缆被冻结在钢套管内而不能被直接取出，过去一般采取蒸汽钻的方法，不但现场工作量大、施工周期长、成本高，更主要是许多钻孔较深，钢套管中、底部冻结较严重时，往往导致测温电缆不能被取出，甚至会导致整个钻孔报废，所以，能不能方便有效的更换多年冻土区钻孔测温电缆是不得不考虑的问题。
实用新型内容
[0004]综上所述，本实用新型的目的在于提供一种多年冻土区测温钻孔内更换测温电缆的装置。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术来实现的:
[0006]一种多年冻土区测温钻孔内更换测温电缆的装置，包括钢套管、测温电缆、碳纤维加热线、无扭编织钢丝绳和U槽滑轮，钢套管底部设有U槽滑轮；测温电缆和碳纤维加热线并行紧密捆绑置于钢套管内，并绕过U槽滑轮与无扭编织钢丝绳的一端相连接；无扭编织钢丝绳的另一端连接绕绳机；测温电缆的外路端与数据采集器相连；碳纤维加热线的外露端与电源相连。
[0007]本实用新型的优点及有益效果:
[0008]1、本实用新型利用碳纤维加热线具有高强度，升温迅速，电热转换效率高，耐磨，抗疲劳，耐腐蚀，抗蠕变，使用寿命长等诸多优异特性，给碳纤维加热线施加额定电压后产生热量，在外围散热条件的配伍和影响下，其温度会平衡在一定的范围内，将钢套管中所冻结的冰融化，改变了传统蒸汽钻法在费时费力的情况下甚至还解决不的更换方式，减小了测温电缆的更换作业周期，从而快速有效的解决了钻孔中钢套管内结冰不易处理的难题，从整体上提高的资源的合理利用。
[0009]2、本实用新型结构简单，一次性布设成功后可长期使用，便于野外钻孔测温实验中应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图。
[0011]图中:1_钢套管、2-测温电缆、3-碳纤维加热线、4-无扭编织钢丝绳、5-U槽滑轮、6-电源、7-数据采集器、8-绕绳机。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0013]如图1所示，一种多年冻土区测温钻孔内更换测温电缆的装置，包括钢套管1、测温电缆2、碳纤维加热线3、无扭编织钢丝绳4和U槽滑轮5，其特征在于:所述的钢套管I底部设有U槽滑轮5 ;测温电缆2和碳纤维加热线3并行紧密捆绑置于钢套管I内，并绕过U槽滑轮5与无扭编织钢丝绳4的一端相连接；无扭编织钢丝绳4的另一端连接绕绳机8 ;测温电缆2的外露端与数据采集器7相连；碳纤维加热线3的外露端与电源6相连。
[0014]在冻土层钻孔，将连接好的钢套管I放入钻孔中。
[0015]无扭编织钢丝绳4的长度至少要大于2倍钻孔深度。
[0016]实施例1
[0017]钢套管I内结冰时，通过电源6给碳纤维加热线3施加额定电压，碳纤维加热线3产生的热量将钢套管I中所冻结的冰融化后，断开给碳纤维加热线3施加的额定电压，再将测温电缆2和碳纤维加热线3提拉出来，与测温电缆2和碳纤维加热线3连接的无扭编织钢丝绳4的通过不锈钢U型滑轮5随测温电缆2和碳纤维加热线3同时被拉动，在更换好测温电缆2后，通过绕绳机8提拉无扭编织钢丝绳4，测温电缆2和碳纤维加热线3在无扭编织钢丝绳4的拉力下重新布设入钢套管I内即可，该钻孔的测温电缆2更换完成。
[0018]实施例2
[0019]钢套管I内无结冰时，将测温电缆2和碳纤维加热线3提拉出来，与测温电缆2和碳纤维加热线3连接的无扭编织钢丝绳4的通过不锈钢U型滑轮5随测温电缆2和碳纤维加热线3同时被拉动，在更换好测温电缆2后，通过绕绳机8提拉无扭编织钢丝绳4，测温电缆2和碳纤维加热线3在无扭编织钢丝绳4的拉力下重新布设入钢套管I内即可，该钻孔的测温电缆更换完成。
【权利要求】
1.一种多年冻土区测温钻孔内更换测温电缆的装置，包括钢套管(I)、测温电缆(2)、碳纤维加热线(3)、无扭编织钢丝绳(4)和U槽滑轮(5)，其特征在于:所述的钢套管(I)底部设有U槽滑轮(5);测温电缆(2)和碳纤维加热线(3)并行紧密捆绑在一起并绕过U槽滑轮(5)与无扭编织钢丝绳(4)的一端相连接；无扭编织钢丝绳(4)的另一端连接绕绳机(8);测温电缆(2)与数据采集器(7)相连；碳纤维加热线(3)与电源(6)相连。
【文档编号】G01K7/22GK203981295SQ201420243231
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】乔永平, 杜二计, 赵林, 刘广岳, 史健宗, 丁光熙 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所