一种矿产地质勘察的倾斜角测量装置的制作方法

本发明涉及地质勘探装备，具体涉及一种矿产地质勘察的倾斜角测量装置。

背景技术：

1、本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、随着矿产地质勘察向深部复杂地层不断延伸，测井倾斜角测量技术面临着严峻的挑战。传统的普通机械式或电感式位移传感器虽然能够一定程度上感知井壁接触状态的变化，但在复杂多变的地层结构中，尤其面对非均质、易变形的地层界面时，其测量精度和稳定性有待提高。

3、对于地层倾斜角的探测，当前主要依赖电阻率、自然伽马等间接测井手段，然而这些方法都依赖于稳定的数据测量，现有的地层倾斜角测量装置在井下通过吊绳上拉的过程中，由于地层钻井导致井壁或井径突变等复杂的地层状况，导致地层倾斜角测量装置经常发生旋转和摆动，难于稳定地沿直线向上运动，从而使得测量数据的准确性和一致性受到影响，进而影响到地层倾斜角测量；同时，使得井下地层倾斜角测量的效率较低。

4、因此，在现代测井领域，亟需一种可实现对包括复杂地层钻井的地层倾斜角高效、便捷、准确测量的测量装置。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种测量精度和效率更高、操作更加便捷的矿产地质勘察的倾斜角测量装置。

2、为了达到以上目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种矿产地质勘察的倾斜角测量装置，包括主体筒，所述主体筒上端和下端分别中心轴线重合地配合安装有上测量筒和下测量筒；

4、所述上测量筒和下测量筒均设置有两组以上均匀布设的测量单元；

5、所述测量单元包括测量滑轮，所述测量滑轮通过对应的支架弹性安装在上测量筒和下测量筒上；

6、所述上测量筒和下测量筒开设有用以配合安装对应支架的第一导向孔，每个所述第一导向孔内均配合安装有对应的位移传感器和第一弹簧，所述支架设置有第一滑块，所述第一导向孔内开设有与所述第一滑块适配的第一导向槽，所述第一导向槽开口端设置有用以配合所述第一滑块的第一限位板；

7、所述测量滑轮的滑动配合面均匀布设有若干个弹性安装的针状电极；

8、所述测量滑轮包括滑轮主体，所述滑轮主体的中心开设有中心孔，通过所述中心孔安装在电极中心轴上，所述电极中心轴安装在支架上；

9、所述滑轮主体包括外滑圆和内撑圆，所述外滑圆和内撑圆均开设有与所述针状电极适配的导向道，所述外滑圆和内撑圆之间设置有弹性浮动环槽，所述弹性浮动环槽内配合安装有相应的弹性组件，所述针状电极侧面设置有与所述弹性组件和外滑圆内侧配合的限位块，所述针状电极靠近电极中心轴的一端均设置有与所述电极中心轴适配的电极弹性环；

10、所述上测量筒顶端设置有与吊绳相连的吊环，所述下测量筒底端设置有配合收缩和打开测量滑轮及其支架的自启装置；

11、所述自启装置包括多个与所述支架对应的撞杆，所述撞杆的顶端与所述第一滑块配合，所述第一滑块设置有与所述撞杆配合的驱动斜面；

12、所述下测量筒开设有配合安装所述撞杆的第二导向孔，所述撞杆侧面固定有第二滑块，所述第二滑块上设置有弹性卡舌，所述第二导向孔开设有与所述第二滑块适配的第二滑槽，所述第二滑槽中与所述第二滑块相对的一侧固定设置有斜面卡套，所述斜面卡套的上方设置有可上下滑动并嵌套在所述斜面卡套内的弹性活动滑冒；所述斜面卡套底侧设置有下斜面，顶侧开设有嵌套所述弹性活动滑冒的嵌槽；所述弹性活动滑冒的底侧和顶侧设置有连续的上斜面和下斜面；

13、所述自启装置的操作方法包括以下步骤：

14、a.下井前缩回支架及其测量滑轮：首先手动催动所述撞杆向上运动时，顶端与所述驱动斜面配合，驱动所述支架收缩，所述第一弹簧受到压缩；同时，所述弹性卡舌随着第二滑块向上运动，经过斜面卡套的下斜面后停止催动撞杆，在第一弹簧的作用下，所述弹性卡舌在所述斜面卡套的顶侧受到限位发生自锁；

15、b.下放至井底时触底自启，打开支架及其测量滑轮：当触底时撞杆底端受到撞击，使得撞杆继续向上运动，先后经过弹性活动滑冒的下斜面和上斜面后停止继续向上运动，在第一弹簧的作用下，使得驱动斜面驱动撞杆向下运动，弹性卡舌随着第二滑块向下运动，先经过弹性活动滑冒的上斜面，带动弹性活动滑冒向下嵌入所述斜面卡套内，使得所述弹性卡舌可沿着所述弹性活动滑冒的上斜面继续随着第二滑块继续向下运动，直至越过所述斜面卡套解开自锁，使得支架及其测量滑轮打开；

16、所述中心轴配合设置导电环，所述导电环与电阻传感器电性连接；

17、所述主体筒内安装有电性连接的惯性导航系统和终端控制器，所述电阻传感器、位移传感器均与终端控制器电性连接，所述终端控制器与地上控制器通信连接。

18、进一步地，所述滑轮主体包括滑轮端座和滑轮端盖，所述外滑圆和内撑圆均设置在所述滑轮端座上；

19、所述弹性组件包括v形电极弹件，所述v形电极弹件均铰接安装在所述内撑圆外侧，所述内撑圆外侧设置有用以安装所述v形电极弹件的铰接座。

20、作为优选，所述外滑圆为导电的电极环，所述限位块为导电的限位电极片；所述支架、主体筒、上测量筒和下测量筒均为绝缘材质。

21、作为优选，所述弹性卡舌和所述弹性活动滑冒均设置在第一限位板上，所述下测量筒开设有配合所述弹性卡舌和弹性活动滑冒、并与所述第二导向槽相通的配合孔；

22、所述第二导向槽的端部设置有用以对第二滑块限位的第二限位板。

23、作为优选，所述第一限位板设有配合设置所述弹性卡舌和弹性活动滑冒的凸台，所述凸台开设有第三导向孔，所述弹性活动滑冒设置有与所述第三导向孔适配的第三滑块，所述第三导向孔端部设置有用以对第三滑块限位的第三限位板，所述第三导向孔内还配合设置有第二弹簧。

24、作为优选，所述第二滑块开设有配合安装所述弹性卡舌的第四导向孔，所述弹性卡舌设置有第四滑块，所述第四导向孔内开设有与所述第四滑块适配的第四滑槽，所述第四导向孔端部设置有用以对所述第四滑块限位的第四限位板，所述第四导向孔内还配合设置有第三弹簧。

25、作为优选，每个所述测量滑轮对应的所述电阻传感器均集成安装在对应的支架内；所述导电环包括集电环和滑环。

26、作为优选，所述撞杆的下端均设置有对应的撞球，增大撞击面积，同时，起到配重的作用。

27、作为优选，所述测量滑轮设置有2～6组，一组测量滑轮包括两个测量滑轮相对设置；每个所述测量滑轮设置的针状电极为3～6组，一组针状电极包括两个针状电极相对设置。

28、进一步地，所述惯性导航系统包括三维加速度计和陀螺仪；

29、所述主体筒内设置有安装板，所述惯性导航系统和终端控制器安装在所述安装板上。

30、本发明包括但不限于以下有益效果：

31、本发明直接利用外滑圆和针状电极共同配合接触井壁，可以实时获取井壁的电阻率变化情况，这有助于地质学家更直观地了解地层的岩性、含水饱和度等重要参数，提高了地层性质识别的准确度和精细度；通过电阻率变化有助于更加稳定、精确地区分地层界面，间接反映地层结构特征，从而实现地层倾斜角的高精度测量。

32、本发明中，测量滑轮上的针状电极除了用于更加精确地采集井壁电阻率变化信息外，还起到了关键的稳定作用；在装置上拉过程中，均匀布置的针状电极与井壁紧密接触，能够在复杂多变的地层环境中提供有效的支撑和导向作用，抑制测量装置在上拉过程中因井壁不规则或井径变化引起的旋转和大幅度摆动，从而保证装置能够更稳定地沿直线向上移动，有效减少了测量数据的波动，进一步提升了测量数据的准确性和一致性。

33、本发明结合了电阻传感器和惯性导航系统，实现了对地层倾斜角的动态、连续、高精度测量，提高了工作效率。

34、多组测量滑轮布局，能够提供更多的接触点，增加了数据采样的密度和维度，有利于更全面地描绘井壁的形态和地层倾斜角度的变化趋势。

35、在测量过程中，多组滑轮数据相互验证和补充，增强了测量结果的可靠性和抗干扰能力。

36、上测量筒和下测量筒模块化设计，同时，还可集成更多的数据采集器，可拆卸性和互换性增强，便于维护、更换和升级各个部分；可根据实际需求灵活组合不同的测量模块，适应不同深度、不同地层条件下的测量任务，实现多种不同场景的测量；同时，提高了设备的通用性和使用寿命。

37、通过自启装置实现了到达井底时自动启动测量功能，无需额外人工操作，大大节省了作业时间和人力成本；提高了自动化程度，从而提升了测量过程中的人员安全性。