本发明专利技术涉及井下围岩检测和钻井设备技术领域，具体是一种井下光纤安装及注浆一体化装置，本发明专利技术用于解决现有的井下光纤安装装置在安装光纤过程中，一般需要预先打孔再进行辅助安装光纤，降低光纤安装效率，且不能通过光纤套管固定及保护相关结构的设计及组装，满足不同深度井下光纤的安装需求，难以对光纤进行有效的安装的技术问题，包括钻头、第一保护外壳和第二保护外壳，钻头末端的轴向间隔开设有多个钻头注浆孔，钻头一端设有与第一保护外壳相连接的钻头固定卡扣；本发明专利技术的有益效果：无需预先打孔，可自行进行打孔安装光纤，提高光纤安装效率，能够满足不同深度井下光纤的安装需求，对光纤进行有效的安装。对光纤进行有效的安装。对光纤进行有效的安装。
【技术实现步骤摘要】
一种井下光纤安装及注浆一体化装置
[0001]本专利技术涉及井下围岩检测和钻井设备
，具体是一种井下光纤安装及注浆一体化装置。
技术介绍
[0002]煤炭开采时势必引起上覆岩层变形、破坏和垮落运动，导致应力的重新分布，因此岩层运动和采动应力二者是相互联系的，监测煤炭开采时的覆岩应力变化是煤炭安全开采的保障。目前，光纤传感技术在我国矿业开采行业中已广泛应用，光纤传感器相比于传统的机械、电子类传感器更精确、更灵敏、更大范围的监测煤炭开采。
[0003]现有的井下光纤安装装置在安装光纤过程中，一般需要预先打孔再进行辅助安装光纤，降低光纤安装效率，且不能通过光纤套管固定及保护相关结构的设计及组装，满足不同深度井下光纤的安装需求，难以对光纤进行有效的安装，同时现有的井下光纤安装装置将光纤安装在井下，多通过套管对光纤进行保护，普通的安装套管并不具备良好的密封性能，井下泥浆中的腐蚀性物质及水会通过套管之间的连接缝隙进入到套管内，长时间浸泡腐蚀后会对光纤造成不可逆的损伤，影响光纤的正常使用。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种井下光纤安装及注浆一体化装置，用于解决现有的井下光纤安装装置在安装光纤过程中，一般需要预先打孔再进行辅助安装光纤，降低光纤安装效率，且不能通过光纤套管固定及保护相关结构的设计及组装，满足不同深度井下光纤的安装需求，难以对光纤进行有效的安装，同时现有的井下光纤安装装置将光纤安装在井下，多通过套管对光纤进行保护，普通的安装套管并不具备良好的密封性能，井下泥浆中的腐蚀性物质及水会通过套管之间的连接缝隙进入到套管内，长时间浸泡腐蚀后会对光纤造成不可逆的损伤，影响光纤的正常使用的技术问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种井下光纤安装及注浆一体化装置，包括钻头、第一保护外壳和第二保护外壳，所述钻头末端的轴向间隔开设有多个钻头注浆孔，所述钻头一端设有与第一保护外壳相连接的钻头固定卡扣，所述钻头固定卡扣远离钻头的一端连接有折叠锚爪，所述折叠锚爪未展开状态时折叠在第一保护外壳内，所述第一保护外壳和第二保护外壳内部均等距间隔设有多组旋转卡扣，所述第一保护外壳内部设有用于固定第一光纤套管的旋转卡扣，所述第二保护外壳内部设有用于固定第二光纤套管的旋转卡扣，所述第二保护外壳靠近钻头固定卡扣的一侧两端外壁上对称设有定位架，所述第一保护外壳和第二保护外壳远离钻头固定卡扣的一侧两端外壁上均对称设有定位连接结构。
[0007]作为本专利技术进一步的改进方案：所述第一光纤套管和第二光纤套管外表面等距间隔设有多组套管注浆孔，每组套管注浆孔数量为多个，且多个套管注浆孔相对第一保护外壳和第二保护外壳的轴线轴向设置。
[0008]作为本专利技术进一步的改进方案：所述第二光纤套管两侧靠近第一保护外壳的一端贯穿设有旋转螺纹杆，所述旋转螺纹杆与所述第二光纤套管侧壁螺纹连接，所述旋转螺纹杆上套设有用于密封的第二橡胶封闭环，所述第一光纤套管和第二光纤套管两侧远离钻头的一端侧壁均贯穿设有转动螺纹杆，所述转动螺纹杆远离旋转卡扣的一端转动连接有弧形限位环，所述转动螺纹杆与所述第一光纤套管和第二光纤套管侧壁螺纹连接，所述转动螺纹杆上套设有用于密封的第一橡胶封闭环。
[0009]作为本专利技术进一步的改进方案：所述第一光纤套管和第二光纤套管远离钻头固定卡扣的一端通过支撑组件连接有封闭半环，支撑组件包括开设于第一光纤套管和第二光纤套管末端的弹动槽，弹动槽内壁安装有复位弹簧，所述复位弹簧顶部固定连接有限位滑动块，所述限位滑动块侧壁与所述封闭半环侧壁固定连接。
[0010]作为本专利技术进一步的改进方案：所述定位架上开设有开口，所述定位架顶部和底部内壁上均间隔对称设有定位槽，所述定位连接结构包括安装在第一保护外壳和第二保护外壳上的定位箱，所述定位箱靠近第一保护外壳和第二保护外壳的一侧中部内壁上设有驱动电机，所述驱动电机输出端上设有驱动螺杆，所述驱动螺杆上套设有移动套，所述定位箱两侧内壁上对称滑动连接有移动板，所述定位箱远离第一保护外壳和第二保护外壳的一侧中部内壁上对称设有转动轴承，且两个所述转动轴承对称设在驱动螺杆两端，所述转动轴承上转动连接有与移动板相抵接的转动轴，所述移动套两端对称设有与转动轴相抵接的移动连杆。
[0011]作为本专利技术进一步的改进方案：所述移动板远离驱动电机的一侧中部设有与定位箱内壁相连接的伸缩弹簧，所述移动板远离驱动电机的一侧两端外壁上对称设有贯穿定位箱内壁且延伸至其外部的定位杆，且所述定位杆与所述定位槽相配合使用。
[0012]一种井下光纤安装及注浆一体化装置的工作方法，包括以下步骤：
[0013]步骤一：把光纤嵌入第一光纤套管中，通过弧形限位环对光纤进行限位夹持固定，将第一光纤套管的末端插入第二光纤套管内部，转动旋转螺纹杆将二者进行固定，在复位弹簧的弹力作用下，限位滑动块会上滑带动封闭半环随之进行上滑，与第二光纤套管的内壁进行抵触，将第二光纤套管与第一光纤套管之间的缝隙进行封闭，以此类推采用与第二光纤套管相同的构件在第二光纤套管末端进行安装即可，从而能够根据需要嵌入不同长度的光纤；
[0014]步骤二：驱动电机工作带动驱动螺杆转动，使得移动套在驱动螺杆上移动，进而带动转动轴转动使其带动移动板在定位箱内部运动，初始状态时移动套位于靠近驱动电机的一端，在伸缩弹簧的作用下，定位杆位于定位箱内，然后将定位箱推入定位架上的开口中，接着通过驱动电机工作带动移动套右移，使得定位杆伸出卡入定位槽中，完成第一保护外壳和第二保护外壳的连接，以此类推采用与第二保护外壳相同的构件在第二保护外壳末端进行安装即可，将与之长度相匹配的光纤套管嵌入其中，通过旋转卡扣对光纤套管进行限位固定，将钻头与钻头固定卡扣相连接，钻头固定卡扣与光纤套管连接，将折叠锚爪折叠收起，保护外壳套在光纤套管上并与钻头固定卡扣相连接；
[0015]步骤三：将已经安装好的钻头和保护外壳对准预先准备钻孔的围岩处，进行钻孔直至达到指定位置，当钻头钻到指定位置后，保护外壳与钻头分离，折叠锚爪展开防止钻头滑移，同时泥浆注入钻头注浆孔中，泥浆凝固成型后对钻头位置进行固定，接着将保护外壳
抽出进行回收，同时光纤套管上的套管注浆孔开始注浆对光纤套管位置进行固定，边注浆边回收保护外壳直至回收全部保护外壳完成注浆。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]1、通过设置钻头，无需预先打孔，可自行进行打孔安装光纤，提高光纤安装效率，将第一光纤套管嵌入第一保护外壳，第二光纤套管嵌入第二保护外壳中，通过旋转卡扣对第一光纤套管和第二光纤套管位置进行固定，通过驱动电机、驱动螺杆、移动套、转动轴、移动板、定位箱、伸缩弹簧、定位杆、定位架和定位槽配合使用，能够完成第一保护外壳和第二保护外壳的连接，以此类推采用与第二保护外壳相同的构件在第二保护外壳末端进行安装即可，从而能够满足不同深度井下光纤的安装需求，对光纤进行有效的安装；
[0018]2、将第一光纤套管的末端插入第二光纤套本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种井下光纤安装及注浆一体化装置，包括钻头(1)、第一保护外壳(4)和第二保护外壳(15)，其特征在于，所述钻头(1)末端的轴向间隔开设有多个钻头注浆孔(2)，所述钻头(1)一端设有与第一保护外壳(4)相连接的钻头固定卡扣(8)，所述钻头固定卡扣(8)远离钻头(1)的一端连接有折叠锚爪(3)，所述折叠锚爪(3)未展开状态时折叠在第一保护外壳(4)内，所述第一保护外壳(4)和第二保护外壳(15)内部均等距间隔设有多组旋转卡扣(5)，所述第一保护外壳(4)内部设有用于固定第一光纤套管(7)的旋转卡扣(5)，所述第二保护外壳(15)内部设有用于固定第二光纤套管(9)的旋转卡扣(5)，所述第二保护外壳(15)靠近钻头固定卡扣(8)的一侧两端外壁上对称设有定位架(20)，所述第一保护外壳(4)和第二保护外壳(15)远离钻头固定卡扣(8)的一侧两端外壁上均对称设有定位连接结构(30)。2.根据权利要求1所述的一种井下光纤安装及注浆一体化装置，其特征在于，所述第一光纤套管(7)和第二光纤套管(9)外表面等距间隔设有多组套管注浆孔(6)，每组套管注浆孔(6)数量为多个，且多个套管注浆孔(6)相对第一保护外壳(4)和第二保护外壳(15)的轴线轴向设置。3.根据权利要求1所述的一种井下光纤安装及注浆一体化装置，其特征在于，所述第二光纤套管(9)两侧靠近第一保护外壳(4)的一端贯穿设有旋转螺纹杆(13)，所述旋转螺纹杆(13)与所述第二光纤套管(9)侧壁螺纹连接，所述旋转螺纹杆(13)上套设有用于密封的第二橡胶封闭环(14)，所述第一光纤套管(7)和第二光纤套管(9)两侧远离钻头(1)的一端侧壁均贯穿设有转动螺纹杆(10)，所述转动螺纹杆(10)远离旋转卡扣(5)的一端转动连接有弧形限位环(16)，所述转动螺纹杆(10)与所述第一光纤套管(7)和第二光纤套管(9)侧壁螺纹连接，所述转动螺纹杆(10)上套设有用于密封的第一橡胶封闭环(12)。4.根据权利要求3所述的一种井下光纤安装及注浆一体化装置，其特征在于，所述第一光纤套管(7)和第二光纤套管(9)远离钻头固定卡扣(8)的一端通过支撑组件连接有封闭半环(17)，支撑组件包括开设于第一光纤套管(7)和第二光纤套管(9)末端的弹动槽，弹动槽内壁安装有复位弹簧(19)，所述复位弹簧(19)顶部固定连接有限位滑动块(18)，所述限位滑动块(18)侧壁与所述封闭半环(17)侧壁固定连接。5.根据权利要求1所述的一种井下光纤安装及注浆一体化装置，其特征在于，所述定位架(20)上开设有开口，所述定位架(20)顶部和底部内壁上均间隔对称设有定位槽(26)，所述定位连接结构(30)包括安装在第一保护外壳(4)和第二保护外壳(15)上的定位箱(21)，所述定位箱(21)靠近第一保护外壳(4)和第二保护外壳(15)的一侧中部内壁上设有驱动电机(28)，所述驱动电机(28)输出端上设有驱动螺杆(29)，所述驱动螺杆(29)上套设有移动套(...
【专利技术属性】
技术研发人员：李英明，黄晨瑞，叶敏杰，程素娟，张浩，赵光明，孟祥瑞，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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