隧道有害气体随钻检测超前探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了隧道有害气体随钻检测超前探测装置，包括支腿

【技术实现步骤摘要】
隧道有害气体随钻检测超前探测装置


[0001]本专利技术属于隧道施工
，具体是指隧道有害气体随钻检测超前探测装置
。

技术介绍

[0002]隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，隧道可分为交通隧道
、
水工隧道
、
市政隧道和矿山隧道等，隧道的建设可以大大提高交通的运输能力，但是在隧道施工过程中，存有大量有害气体，有害气体对隧道工程存在着巨大的威胁，有害气体常由掌子面或支护洞壁溢出或涌出，当洞内气体达到一定浓度时会造成一系列灾害，不仅会威胁作业人员的人身安全，还会造成工期延误，甚至造成巨大的工程事故，为降低隧道施工中有害气体的危害，行业内重视对隧道有害气体的超前地质预报，目前，隧道有害气体超前地质预报方法主要是超前地质钻探方法
。
[0003]现有技术公开了一种隧道有害气体超前钻孔随钻实时检测设备，申请公布号为
CN113899856A
，该申请将套管与水气分离箱相连，气体检测系统与水气分离箱相连，可对超前钻孔内有害气体的浓度
、
成分与流量进行实时检测，自动记录有害气体的浓度与溢出量，提高了有害气体超前地质预测预报的精度，但是，该申请不能依据钻杆偏转尺寸自动调整钻杆的角度，而且，该申请不能依据隧道中有害气体的密度自动调整钻杆的工作状态
。

技术实现思路

[0004]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种具有转动控制组件和钻探控制组件的隧道有害气体随钻检测超前探测装置，有效解决了目前市场上隧道有害气体随钻检测超前探测装置不能依据钻杆偏转尺寸自动调整钻杆角度和不能依据隧道中有害气体的密度自动调整钻杆工作状态的问题
。
[0005]本专利技术采取的技术方案如下：隧道有害气体随钻检测超前探测装置包括支腿
、
支架
、
水气分离箱
、
方向调整组件
、
钻探组件
、
气体检测组件和内部辅助组件，水气分离箱固定设于支腿上，方向调整组件固定设于水气分离箱上，钻探组件设于水气分离箱内，气体检测组件固定设于水气分离箱上，气体检测组件与水气分离箱相连通，内部辅助组件设于水气分离箱内，经钻探组件钻探出的有害气体和水气传递至水气分离箱内，并在水气分离箱内分离，有害气体传递至气体检测组件中，气体检测组件对有害气体的浓度进行检测，依据钻探组件的偏转尺寸，方向调整组件对其实时调整，防止钻探偏位，并且，方向调整组件还能依据有害气体浓度的大小自动选择是否需要停止钻探组件对隧道的钻探工作
。
[0006]进一步地，方向调整组件包括自动控向组件
、
钻探控制组件
、
方向动力组件和电源，钻探控制组件固定设于水气分离箱上，钻探控制组件与气体检测组件电连接，方向动力组件固定设于水气分离箱上表面，电源设于水气分离箱上表面，自动控向组件顶端滑动设于方向动力组件上，自动控向组件底端固定设于内部辅助组件上，自动控向组件设有两组，电源与自动控向组件电连接，电源与钻探控制组件电连接，当钻探组件的偏转角度较大，超过允许偏差时，自动控向组件对钻探组件的角度进行调整，使其在正确的方向上进行钻探
工作，当隧道内的有害气体的密度超过报警值时，钻探控制组件控制钻探组件自行停止，方向动力组件为调整钻探组件的角度提供动力来源
。
[0007]进一步地，自动控向组件包括固定片
、
伸缩柱
、
滑动箱
、
自动控转组件和电流变液，两组固定片分别固定设于内部辅助组件上，伸缩柱底端固定设于固定片上，伸缩柱为电致伸缩接枝弹性体，电致伸缩接枝弹性体在电流的作用下会产生大幅度的形变，伸缩柱滑动设于内部辅助组件上，滑动箱顶部滑动设于方向动力组件上，滑动箱底部滑动设于内部辅助组件上，滑动箱底端固定设于伸缩柱顶端，自动控转组件底部固定设于固定片上，电流变液设于滑动箱内，自动控转组件与电流变液电连接，伸缩柱通电膨胀推动滑动箱向上移动，滑动箱挤压自动控转组件，电流变液通电，电流变液粘性增强，方向动力组件通过电流变液带动内部辅助组件转动，从而实现钻探组件的调整
。
[0008]进一步地，钻探控制组件包括钻控箱体
、
回拉弹簧
、
铁芯
、
线圈
、
磁铁和开关二，钻控箱体固定设于水气分离箱上，回拉弹簧顶端固定设于钻控箱体顶壁上，铁芯顶端固定设于回拉弹簧底端，线圈缠绕于铁芯上，线圈与气体检测组件电连接，磁铁固定设于钻控箱体底壁上，开关二固定设于磁铁上表面，开关二与钻探组件电连接，有害气体浓度不同，气体检测组件的电流变化不同，致使通过线圈的电流不同，有害气体浓度越大，线圈中的电流越大，从而对磁铁产生的吸力越大，依据牛顿第三运动定律，磁铁对铁芯产生的吸力增大，回拉弹簧张拉，铁芯向下移动，当铁芯挤压开关二时，钻探组件停止工作
。
[0009]进一步地，内部辅助组件包括横向调整组件
、
方向控制组件
、
竖向协助组件和球形密封垫，竖向协助组件转动设于水气分离箱内，横向调整组件两端转动设于竖向协助组件上，方向控制组件固定设于水气分离箱底壁和水气分离箱球形侧壁上，球形密封垫压合密封设于水气分离箱球形侧壁上，通过横向调整组件调整钻探组件的横向角度偏差，通过竖向协助组件调整钻探组件的竖向角度偏差，球形密封垫用于密封水气分离箱，以防有害气体溢出，影响气体检测组件检测的准确性
。
[0010]进一步地，竖向协助组件包括固定杆
、
螺纹滑块
、
联动空心滑块
、
连杆
、
竖向螺纹杆和次动齿轮，固定杆底部固定设于水气分离箱底壁上，竖向螺纹杆底部转动设于水气分离箱底壁上，竖向螺纹杆上设有螺纹，螺纹滑块螺纹设于竖向螺纹杆上，螺纹滑块上的螺纹与竖向螺纹杆上的螺纹适配，联动空心滑块滑动设于固定杆上，连杆底端转动设于联动空心滑块内，次动齿轮固定设于连杆底端，连杆和竖向螺纹杆顶端设有障碍尺，两组固定片分别固定设于连杆和竖向螺纹杆上，两组滑动箱底端分别滑动设于连杆和竖向螺纹杆上，两组伸缩柱分别滑动设于连杆和竖向螺纹杆上，竖向螺纹杆转动带动螺纹滑块升降，从而带动横向调整组件升降，连杆转动带动次动齿轮转动，次动齿轮带动横向调整组件移动，从而调整钻探组件的方向
。
[0011]进一步地，方向动力组件包括控制箱体
、
主动转杆
、
控向电机
、
主动齿轮
、
从动齿轮和齿链，控制箱体固定设于水气分离箱上表面，主动转杆转动设于控制箱体顶壁上，主动转杆设有两组，滑动箱顶部滑动设于主动转杆上，控向电机固定设于控制箱体上，主动齿轮固定设于控向电机输出端，主动齿轮设有两组，从动齿轮固定设于主动转杆上，齿链连接主动齿轮和从动齿轮，控向电机转动，通过主动齿轮<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
隧道有害气体随钻检测超前探测装置，包括支腿（1）和支架（2），其特征在于：所述支腿（1）上固定设有水气分离箱（3），所述水气分离箱（3）上固定设有方向调整组件（4），所述水气分离箱（3）内设有钻探组件（5），所述水气分离箱（3）上固定设有气体检测组件（6），所述气体检测组件（6）与水气分离箱（3）相连通，所述水气分离箱（3）内设有内部辅助组件（
58
），所述方向调整组件（4）包括自动控向组件（7）
、
钻探控制组件（8）
、
方向动力组件（9）和电源（
12
），所述钻探控制组件（8）固定设于水气分离箱（3）上，所述钻探控制组件（8）与气体检测组件（6）电连接，所述方向动力组件（9）固定设于水气分离箱（3）上表面，所述电源（
12
）设于水气分离箱（3）上表面，所述自动控向组件（7）顶端滑动设于方向动力组件（9）上，所述自动控向组件（7）底端固定设于内部辅助组件（
58
）上，所述电源（
12
）与自动控向组件（7）电连接，所述电源（
12
）与钻探控制组件（8）电连接
。2.
根据权利要求1所述的隧道有害气体随钻检测超前探测装置，其特征在于：所述自动控向组件（7）包括固定片（
19
）
、
伸缩柱（
20
）
、
滑动箱（
21
）
、
自动控转组件（
22
）和电流变液（
28
），所述固定片（
19
）设有两组，两组所述固定片（
19
）分别固定设于内部辅助组件（
58
）上，所述伸缩柱（
20
）底端固定设于固定片（
19
）上，所述伸缩柱（
20
）为电致伸缩接枝弹性体，所述伸缩柱（
20
）滑动设于内部辅助组件（
58
）上，所述滑动箱（
21
）顶部滑动设于方向动力组件（9）上，所述滑动箱（
21
）底部滑动设于内部辅助组件（
58
）上，所述滑动箱（
21
）底端固定设于伸缩柱（
20
）顶端，所述自动控转组件（
22
）底部固定设于固定片（
19
）上，所述电流变液（
28
）设于滑动箱（
21
）内，所述自动控转组件（
22
）与电流变液（
28
）电连接，所述自动控转组件（
22
）包括联动杆（
29
）和开关一（
30
），所述联动杆（
29
）底端固定设于固定片（
19
）上，所述开关一（
30
）固定设于联动杆（
29
）顶端，所述开关一（
30
）与电流变液（
28
）电连接，所述电源（
12
）与开关一（
30
）电连接，所述电源（
12
）和电流变液（
28
）电连接
。3.
根据权利要求2所述的隧道有害气体随钻检测超前探测装置，其特征在于：所述钻探控制组件（8）包括钻控箱体（
59
）
、
回拉弹簧（
31
）
、
铁芯（
32
）
、
线圈（
33
）
、
磁铁（
34
）和开关二（
35
），所述钻控箱体（
59
）固定设于水气分离箱（3）上，所述回拉弹簧（
31
）顶端固定设于钻控箱体（
59
）顶壁上，所述铁芯（
32
）顶端固定设于回拉弹簧（
31
）底端，所述线圈（
33
）缠绕于铁芯（
32
）上，所述线圈（
33
）与气体检测组件（6）电连接，所述磁铁（
34
）固定设于钻控箱体（
59
）底壁上，所述开关二（
35
）固定设于磁铁（
34
）上表面，所述开关二（
35
）与钻探组件（5）电连接，所述电源（
12
）与开关二（
35
）电连接
。4.
根据权利要求3所述的隧道有害气体随钻检测超前探测装置，其特征在于：所述内部辅助组件（
58
）包括横向调整组件（
10
）
、
方向控制组件（
11
）
、
竖向协助组件（
13
）和球形密封垫（
56
），所述竖向协助组件（
13
）转动设于水气分离箱（3）内，所述横向调整组件（
10
）两端转动设于竖向协助组件（
13
）上，所述方向控制组件（
11
）固定设于水气分离箱（3）底壁和水气分离箱（3）球形侧壁上，所述球形密封垫（
56
）压合密封设于水气分离箱（3）球形侧壁上
。5.
根据权利要求4所述的隧道有害气体随钻检测超前探测装置，其特征在于：所述竖向协助组件（
13
）包括固定杆（
14
）
、
螺纹滑块（
15
）
、
联动空心滑块（
16
）
、
连杆（
17
）
、
竖向螺纹杆（
18
）和次动齿轮（
46
），所述固定杆（
14
）底部固定设于水气分离箱（3）底壁上，所述竖向螺纹杆（
18
）底部转动设于水气分离箱（3）底壁上，所述竖向螺纹杆（
18
）上设有螺纹，所述螺纹滑块（
15
）螺纹设于竖向螺纹杆（
18
）上，所述螺纹滑块（
15
）上的螺纹与竖向螺纹杆（
18
）上的螺纹适配，所述联动空心滑块（
16
）滑动设于固定杆（
14
）上，所述连杆（
17
）底端转动设于联动
空心滑块（
16
）内，所述次动齿轮（
46
）固定设于连杆（
17
）底端，所述连杆（
17
）和竖向螺纹杆（
18
）顶端设有障碍尺，两组所述固定片（
19
）分别固定设于连杆（
17
）和竖向螺纹杆（
18
）上，两组所述滑动箱（
21
）底端分别滑动设于连杆（
17
）和竖向螺纹杆（
18
）上，两组所述伸缩柱（
20
）分别滑动设于连杆（
17
）和竖向螺纹杆（
18
）上
。6.
根据权利要求5所述的隧道有害气体随钻检测超前探测装置，其特征在于：所述方向动力组件（9）包括控制箱体（
57
）
、
主动转杆（
23
）
、
控向电机（
24
）
、
主动齿轮（
25
）
、
从动齿轮（
26
）和齿链（

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建强，阮旭，
申请(专利权)人：乐山市通达交通勘察设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：