一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置探管的制作方法

1.本实用新型涉及泥浆脉冲无线随钻测量装置技术领域，尤其涉及一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置探管。


背景技术：

2.泥浆脉冲无线随钻测量系统的工作原理为：安装在孔底的泥浆脉冲无线随钻测量装置探管对倾角、方位角和工具面向角等参数进行测量，控制短节按照一定的编码方式，利用电磁线圈使控制阀关闭和打开，推动主阀动作，产生压脉冲，将孔底数据传递至孔口的防爆计算机，经过解调实时显示测量的数据及轨迹曲线等信息，为钻井工程师调整钻具方向提供依据，实现定向钻孔，从而为抽采瓦斯和探放水等提供有效钻孔；
3.现有技术的泥浆脉冲无线随钻测量装置探管，一般由流量调节阀、控制短节、电池短节和测量短节组成，四个部分组装后的尺寸比较长，一般会超过3米，在活动空间狭隘的煤矿井下操作不方便，且质量重，带来了更加不便的操作性；另外现有技术的流量调节阀内普遍采用橡胶油囊存储硅油，但是橡胶存在易老化，密封失效的问题，长时间可造成硅油的泄露，降低使用寿命。


技术实现要素：

4.根据以上技术问题，本实用新型提供一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置探管，包括流量调节阀、控制测量短节、电池短节，所述流量调节阀的右侧通过螺纹连接有控制测量短节；所述控制测量短节的右侧通过螺纹连接有电池短节；
5.所述流量调节阀包括外部组件和内部组件；
6.所述外部组件包括过滤连接套、主阀座、主阀杆支撑体、主活塞缸、调节阀前接头，所述过滤连接套的右端通过螺纹连接有主阀座；所述主阀座的右端通过螺纹连接有主阀杆支撑体；所述主阀杆支撑体的右端通过螺纹连接有主活塞缸；所述主活塞缸的右端通过螺纹连接有调节阀前接头；
7.所述内部组件包括过滤芯、过滤网、主阀头、主阀杆、主活塞、回位弹簧，过滤连接套内部的左端通过螺纹连接有过滤芯，所述过滤芯的外侧壁包裹安装有过滤网；所述过滤芯的右端通过螺纹连接有主阀杆的一端；所述主活塞缸的内部设置有主活塞；所述主阀杆的另一端穿过主阀杆支撑体延伸至主活塞缸内并穿过主活塞固定连接有轴用挡圈；所述主活塞通过轴用挡圈与主阀杆进行固定；所述主活塞的外侧壁套接有第一密封圈；所述第一密封圈的外侧壁与主活塞缸的内侧壁紧密贴合；所述主阀杆的外侧壁套装有主阀头且连接处通过橡胶圈密封；所述主阀头设置在主阀座的内部；所述主活塞的右端通过螺栓安装有回位弹簧一的一端；所述回位弹簧一的另一端延伸至调节阀前接头的左侧孔内；
8.所述控制测量短节由控制阀组件和电路组件组成，
9.所述控制阀组件包括调节螺钉、控制阀座、测量后接头、控制活塞、控制活塞缸、控制阀杆、回位弹簧、后静磁铁、动磁铁、电磁线圈、前静磁铁、控制阀接头，所述调节阀前接头
的右侧通过螺纹连接有测量后接头并通过橡胶圈密封；所述测量后接头设置在调节前接头的内部的一端通过螺纹连接有调节螺钉并通过橡胶圈密封；所述调节螺钉的右端通过螺纹连接有控制阀座；所述测量后接头的端通过螺纹连接有控制阀接头；所述控制阀接头的内部从左至右依次设置有控制活塞缸、后静磁铁、电磁线圈和前静磁铁铁且通过橡胶圈与控制阀接头的内侧壁密封；所述前静磁铁和后静磁铁均为一个大圆柱和一个小圆柱拼接成的一体结构；所述前静磁铁和后静磁铁的小圆柱部分设置在电磁线圈的内部；所述前静磁铁和后静磁铁之间设置有动磁铁；所述动磁铁设置在电磁线圈的内部；所述控制活塞缸的左侧孔内设置有控活塞；所述控制活塞的外侧壁装有格莱圈；所述控制活塞缸的左侧安装有孔用挡圈；所述测量后接头的内部设置有控制阀杆；所述控制阀杆为外侧壁设有一个挡圈的杆状结构；所述控制阀杆的右端穿过控制活塞缸、控制活塞、后静磁铁与动磁铁的左端通过螺纹连接；所述控制阀杆的外侧壁铜鼓螺纹连接有压环；所述压环通过螺纹与控制活塞连接；所述控制阀杆的带有挡圈的部分设置在控制活塞缸的右侧孔内；所述控制阀杆的挡圈与控制活塞缸右侧孔底之间设置有回位弹簧二；所述回位弹簧二套装在控制阀杆的外侧壁；所述控制活塞的外侧壁套装有第二密封圈；所述第二密封圈的个数为两个；所述控制阀杆的左端与控制阀座的右端孔处紧密贴合；
10.所述电路组件包括外保护筒、电路板骨架、电容板、控制板、测量板、磁通门板、磁通门、测量前接头、扶正器一、航空插座，所述控制阀接头的外侧壁通过螺纹连接有外保护筒且通过橡胶圈进行密封；所述外保护筒设置在控制阀接头的右侧；所述外保护筒的内部设置有电路板骨架；所述电路板骨架通过橡胶圈密封安装在外保护筒的内部；所述电路板骨架的内部通过螺栓安装有磁通门板、电容板、控制板和测量板；所述电容板和磁通门板设置在控制板和测量板的上侧；所述电容板设置在磁通门板的左侧；所述控制板设置在测量板的左侧；所述电路板骨架的内部通过螺栓安装有磁通门；所述磁通门的组数为三组；三组所述磁通门均设置磁通门板、电容板、控制板和测量板的右侧；所述外保护筒的右端通过螺栓安装有测量前接头且通过橡胶圈密封；所述测量前接头的外侧壁通过螺栓安装有扶正器一，所述测量前接头的右端通过螺纹连接有航空插座；所述航空插座分别通过导线与控制板和测量板电性连接，所述控制板、电容板分别和电磁线圈通过导线电性连接；所述测量板与磁通门板之间通过导线电性连接，所述磁通门板与磁通门之间通过导线电性连接；
11.所述电池短节包括航空插头、弹簧电缆、电池后接头、保护板、电池组、电池外筒、电池前接头、扶正器二，所述测量前接头的右端通过螺纹连接有电池后接头且通过橡胶圈密封；所述电池后接头的内部设置有航空插头；所述电池后接头的外侧壁通过螺钉安装有保护板；所述保护板与航空插头连接有弹簧电缆；所述电池后接头的右侧通过螺纹连接有电池外筒且通过橡胶圈进行密封；所述保护板设置在电池外筒的内部；所述电池外筒的内部设置有电池组；所述电池外筒的右侧通过螺纹连接有电池前接头且通过橡胶圈进行密封；所述电池前接头的外侧壁通过螺栓连接有扶正器二；所述电池组与保护板之间通过导线电性连接；
12.优选的，所述第一密封圈和第二密封圈均为y型密封圈；所述第二密封圈的个数为两个；两个所述第二密封圈背靠背设置；
13.优选的，所述电容板的外侧壁电性连接有电容组；所述控制板的外侧壁电性安装有控制模块、电源模块一，所述控制模块和电源模块一通过控制板电性连接；所述电源模块
一与电容板之间电性连接；
14.优选的，所述测量板的外侧壁电性安装有三轴加速度传感器、mcu和电源模块二，所述三轴加速度传感器、mcu以及电源模块二均通过测量板电性连接；
15.优选的，所述电池组的容量为x安时，x＞4；所述电池组的电源电压为y伏，y＞12；
16.优选的，所述电池组采用可进行充电的镍氢电池组；
17.优选的，所述扶正器一和扶正器二采用相同的大小和结构；所述扶正器一和扶正器二为丁腈橡胶、氟橡胶材质；
18.优选的，所述过滤连接套、主阀座、主阀杆支撑体、主活塞缸、调节阀前接头、测量后接头、控制阀接头、电路板骨架、外保护筒、测量前接头、电池前接头、电池外筒和测量后接头均为铜合金或不锈钢的无磁金属材质；
19.优选的，所述主阀杆支撑体内部开设有环孔过水槽，所述环孔过水槽的个数为两个；两所述环孔过水槽以主阀杆支撑体的截面圆心为中心相互对称；
20.优选的，所述主阀杆支撑体的外侧壁开设有键槽；所述键槽的槽型为 u型。
21.本实用新型的有益效果为：
22.本实用新型通过流量调节阀、控制测量短节、电池短节，在现有技术上加以改进，将现有技术的发射短节和测量短节合并为一根短节，在同时具备测量和发射功能的条件下，达到了缩短整体尺寸的目的，本实用新型在使用的时候，只需将流量调节阀中的主阀杆支撑体与上位钻杆通过键槽与固定键进行固定连接即可；之后通过从电池短节中的电池组引入电源，通过弹簧电缆，航空插头和航空插座将电力输送至控制模块、电容板和电磁线圈及控制板其它部分，之后并按照一定的规则对电磁线圈进行通、断电，是动磁铁在前静磁铁与后静磁铁之间反复左右移动，进而带动控制阀杆的左端顶住和远离控制阀座，即为控制阀关闭和打开，因此进一步的控制流量调节阀的主阀动作，实现对测量数据的无线泥浆脉冲传输，之后mcu 通过从电源模块二引入的电池组的电力，控制三轴加速度传感器、磁通门电路板及三组磁通门，实现对倾角、方位角和工具面向角的测量，最终将孔底数据传递至孔口的防爆计算机，方便工作人员针对数据进行调整，本实用新型通过将现有技术的四组短节合并减少为三组短节；相较于现有技术来说大大缩短的尺寸，使长度缩短至2.4米，质量也大大减轻，使本实用新型更方便在狭隘的巷道内占据更少的活动空间，更易于操作和安装，其次本实用新型采用控制活塞和控制活塞缸的方式储存硅油，取代现有技术易老化的橡胶油囊，达到了不易泄露，可靠性好的优势，延长了使用寿命；
23.另外，本实用新型中控制测量短节和电池短节之间采用航空插座和带弹簧电缆的航空插头电性连接，通过具备柔性特性的弹簧电缆，实现航空连接插座和航空连接插头可独立的进行转动连接，代替现有技术的连接套结构，使连接处可不使用旋转套的安装方式，有效的达到了强度高，降低故障率的目的
附图说明
24.图1为本实用新型的整体结构示意图。
25.图2为本实用新型流量调节阀的内部结构示意图。
26.图3为本实用新型控制测量短节的内部结构示意图。
27.图4为本实用新型电池短节的内部结构示意图。
28.图5为本实用新型主阀杆支撑体的直观结构示意图。
29.如图：1-流量调节阀，2-控制测量短节，3-电池短节，4-过滤芯，5
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过滤网，6-过滤连接套，7-主阀头，8-主阀座，9-主阀杆支撑体，10-主阀杆，11-第一密封圈，12-主活塞，13-轴用挡圈，14-主活塞缸，15-回位弹簧一，16-调节阀前接头，17-调整螺钉，18-测量后接头，19-控制阀座， 20-孔用挡圈，21-压环，22-格莱圈，23-第二密封圈，24-控制活塞，25
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控制活塞缸，26-回位弹簧二，27-控制阀杆，28-后静磁铁，29-电磁线圈， 30-动磁铁，31-前静磁铁，32-控制阀接头，33-电路板骨架，34-电容板， 35-控制模块，36-电容组，37-控制板，38-电源模块一，39-外保护筒，40
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三轴加速度传感器，41-磁通门板，42-测量板，43-mcu，44-电源模块二， 45-磁通门，46-测量前接头，47-扶正器一，48-航空插座，49-航空插头， 50-弹簧电缆，51-电池后接头，52-保护板，53-电池外筒，54-电池组，55
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电池前接头，56-扶正器二。
具体实施方式
30.本实用新型提供一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置探管，包括流量调节阀1、控制测量短节2、电池短节3，流量调节阀1的右侧通过螺纹连接有控制测量短节2；控制测量短节2的右侧通过螺纹连接有电池短节3；
31.流量调节阀1包括外部组件和内部组件；
32.外部组件包括过滤连接套6、主阀座8、主阀杆支撑体9、主活塞缸14、调节阀前接头16，过滤连接套6的右端通过螺纹连接有主阀座8；主阀座 8的右端通过螺纹连接有主阀杆支撑体9；主阀杆支撑体9的右端通过螺纹连接有主活塞缸14；主活塞缸14的右端通过螺纹连接有调节阀前接头16；
33.内部组件包括过滤芯4、过滤网5、主阀头7、主阀杆10、主活塞12、回位弹簧一15，过滤连接套6内部的左端通过螺纹连接有过滤芯4，过滤芯4的外侧壁包裹安装有过滤网5；过滤芯4的右端通过螺纹连接有主阀杆10的一端；主活塞缸14的内部设置有主活塞12；主阀杆10的另一端穿过主阀杆支撑体9延伸至主活塞缸14内并穿过主活塞12固定连接有轴用挡圈13；主活塞12通过轴用挡圈13与主阀杆10进行固定；主活塞12 的外侧壁套接有第一密封圈11；第一密封圈11的外侧壁与主活塞缸14的内侧壁紧密贴合；主阀杆10的外侧壁套装有主阀头7且连接处通过橡胶圈密封；主阀头7设置在主阀座8的内部；主活塞12的右端通过螺栓安装有回位弹簧一15的一端；回位弹簧一15的另一端延伸至调节阀前接头16的左侧孔内；
34.控制测量短节2由控制阀组件和电路组件组成，
35.控制阀组件包括调节螺钉17、控制阀座19、测量后接头18、控制活塞24、控制活塞缸25、控制阀杆27、回位弹簧、后静磁铁28、动磁铁30、电磁线圈29、前静磁铁31、控制阀接头32，调节阀前接头16的右侧通过螺纹连接有测量后接头18并通过橡胶圈密封；测量后接头18设置在调节前接头的内部的一端通过螺纹连接有调节螺钉17并通过橡胶圈密封；调节螺钉17的右端通过螺纹连接有控制阀座19；测量后接头18的端通过螺纹连接有控制阀接头32；控制阀接头32的内部从左至右依次设置有控制活塞缸25、后静磁铁28、电磁线圈29和前静磁铁31铁且通过橡胶圈与控制阀接头32的内侧壁密封；前静磁铁31和后静磁铁28均为一个大圆柱和一个小圆柱拼接成的一体结构；前静磁铁31和后静磁铁28的小圆柱部分设置在电磁线圈29的内部；前静磁铁31和后静磁铁28之间设置有动磁铁30；动磁铁30设置在电磁
线圈29的内部；控制活塞缸25的左侧孔内设置有控活塞；控制活塞24的外侧壁装有格莱圈22；控制活塞缸25的左侧安装有孔用挡圈20；测量后接头18的内部设置有控制阀杆27；控制阀杆27 为外侧壁设有一个挡圈的杆状结构；控制阀杆27的右端穿过控制活塞缸 25、控制活塞24、后静磁铁28与动磁铁30的左端通过螺纹连接；控制阀杆27的外侧壁铜鼓螺纹连接有压环21；压环21通过螺纹与控制活塞24 连接；控制阀杆27的带有挡圈的部分设置在控制活塞缸25的右侧孔内；控制阀杆27的挡圈与控制活塞缸25右侧孔底之间设置有回位弹簧二26；回位弹簧二26套装在控制阀杆27的外侧壁；控制活塞24的外侧壁套装有第二密封圈23；第二密封圈23的个数为两个；控制阀杆27的左端与控制阀座19的右端孔处紧密贴合；
36.电路组件包括外保护筒39、电路板骨架33、电容板34、控制板37、测量板42、磁通门板41、磁通门45、测量前接头46、扶正器一47、航空插座48，控制阀接头32的外侧壁通过螺纹连接有外保护筒39且通过橡胶圈进行密封；外保护筒39设置在控制阀接头32的右侧；外保护筒39的内部设置有电路板骨架33；电路板骨架33通过橡胶圈密封安装在外保护筒 39的内部；电路板骨架33的内部通过螺栓安装有磁通门板41、电容板34、控制板37和测量板42；电容板34和磁通门板41设置在控制板37和测量板42的上侧；电容板34设置在磁通门板41的左侧；控制板37设置在测量板42的左侧；电路板骨架33的内部通过螺栓安装有磁通门45；磁通门 45的组数为三组；三组磁通门45均设置磁通门板41、电容板34、控制板 37和测量板42的右侧；外保护筒39的右端通过螺栓安装有测量前接头46 且通过橡胶圈密封；测量前接头46的外侧壁通过螺栓安装有扶正器一47，测量前接头46的右端通过螺纹连接有航空插座48；航空插座48分别通过导线与控制板37和测量板42电性连接，控制板37、电容板34分别和电磁线圈29通过导线电性连接；测量板42与磁通门板41之间通过导线电性连接，磁通门板41与磁通门45之间通过导线电性连接；
37.电池短节3包括航空插头49、弹簧电缆50、电池后接头51、保护板 52、电池组54、电池外筒53、电池前接头55、扶正器二56，测量前接头 46的右端通过螺纹连接有电池后接头51且通过橡胶圈密封；电池后接头 51的内部设置有航空插头49；电池后接头51的外侧壁通过螺钉安装有保护板52；保护板52与航空插头49连接有弹簧电缆50；电池后接头51的右侧通过螺纹连接有电池外筒53且通过橡胶圈进行密封；保护板52设置在电池外筒53的内部；电池外筒53的内部设置有电池组54；电池外筒53 的右侧通过螺纹连接有电池前接头55且通过橡胶圈进行密封；电池前接头 55的外侧壁通过螺栓连接有扶正器二56；电池组54与保护板52之间通过导线电性连接；
38.在一个可选的实施例中，第一密封圈11和第二密封圈23均为y型密封圈；第二密封圈23的个数为两个；两个第二密封圈23背靠背设置；
39.在一个可选的实施例中，电容板34的外侧壁电性连接有电容组36；控制板37的外侧壁电性安装有控制模块35、电源模块一38，控制模块35 和电源模块一38通过控制板37电性连接；电源模块一38与电容板34之间电性连接；
40.在一个可选的实施例中，测量板42的外侧壁电性安装有三轴加速度传感器40、mcu43和电源模块二44，三轴加速度传感器40、mcu43以及电源模块二44均通过测量板42电性连接；
41.在一个可选的实施例中，电池组54的容量为x安时，x＞4；电池组 54的电源电压为y伏，y＞12；
42.在一个可选的实施例中，电池组54采用可进行充电的镍氢电池组；
43.在一个可选的实施例中，扶正器一47和扶正器二56采用相同的大小和结构；扶正器一47和扶正器二56为丁腈橡胶、氟橡胶材质；
44.在一个可选的实施例中，过滤连接套6、主阀座8、主阀杆支撑体9、主活塞缸14、调节阀前接头16、测量后接头18、控制阀接头32、电路板骨架33、外保护筒39、测量前接头46、电池前接头55、电池外筒53和测量后接头18均为铜合金或不锈钢的无磁金属材质；
45.在一个可选的实施例中，主阀杆支撑体9内部开设有环孔过水槽91，环孔过水槽91的个数为两个；两个环孔过水槽91以主阀杆支撑体9的截面圆心为中心相互对称；
46.在一个可选的实施例中，主阀杆支撑体9的外侧壁开设有键槽92；键槽92的槽型为u型。
47.操作原理：
48.本实用新型在使用的时候，只需将流量调节阀1中的主阀杆支撑体9 与上位钻杆通过键槽92与固定键进行固定连接即可；之后通过从电池短节 3中的电池组54引入电源，通过弹簧电缆50，航空插头49和航空插座48 将电力输送至控制模块35、电容板34和电磁线圈29及控制板37其它部分，之后并按照一定的规则对电磁线圈29进行通、断电，是动磁铁30在前静磁铁31与后静磁铁28之间反复左右移动，进而带动控制阀杆27的左端顶住和远离控制阀座19，即为控制阀关闭和打开，因此进一步的控制流量调节阀1的主阀动作，实现对测量数据的无线泥浆脉冲传输，之后mcu43 通过从电源模块二44引入的电池组54的电力，控制三轴加速度传感器40、磁通门45电路板及三组磁通门45，实现对倾角、方位角和工具面向角的测量，最终将孔底数据传递至孔口的防爆计算机，方便工作人员针对数据进行调整，本实用新型采用控制活塞24和控制活塞缸25的方式储存硅油，取代现有技术易老化的橡胶油囊，达到了不易泄露，可靠性好的优势，延长了使用寿命。
49.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本实用新型提到的各个部件为现有领域常见技术，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。