專利名稱：鉆孔參數檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鉆機技術領域，特別涉及一種用于測量鉆孔的深度的鉆孔參數檢測儀。
背景技術：
鉆機在鉆進過程中，需要對其鉆孔參數進行檢測，以便能及時掌握鉆孔情況。目前通常使用隨鉆測量技術進行測量，但該技術主要用于鉆桿管徑大、鉆桿自身不旋轉等特點的千米鉆機上，對于普通鉆機由于其鉆桿管徑小、鉆桿自身旋轉等特點，現有技術不能很好地滿足此類鉆機鉆孔參數的測量要求。因此，有必要設計出一種能適應普通鉆機特點的鉆孔參數檢測裝置。
發明內容有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種鉆孔參數檢測儀，解決現有技術下，鉆孔的深度測量困難、鉆孔三維空間開孔角度無法準確測量的問題。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的該鉆孔參數檢測儀包括主機裝置和傳感頭裝置；所述主機裝置包括數據處理模塊、微處理器和顯示模塊，所述傳感頭裝置包括應力傳感器和慣性導航元件，所述應力傳感器用于捕捉沖擊振動波在鉆桿中傳播的振動波形，并將捕捉到的數據輸出至數據處理模塊，慣性導航元件固定在鉆孔中鉆桿的尾端且與鉆桿平行，所述慣性導航元件用于測量三軸加速度和三軸磁感應分量數據并將數據輸出至微處理器，通過微處理器計算出慣性導航元件三維空間開孔角；進一步，還包括沖擊裝置，所述沖擊裝置用于在孔口處對鉆孔中的鉆桿撞擊，產生振動波，該振動波將沿鉆桿傳輸，所述數據處理模塊對數據進行處理后，輸出至微處理器模塊，所述微處理器模塊利用應力傳感器測得的數據計算時間差，并利用固有傳輸速率乘于該時間差后取半值，求出鉆孔的深度。本實用新型的有益效果是本實用新型的裝置結構緊湊，使用方便，通過應力傳感器(如加速度傳感器等)和慣性導航元件的使用，能夠方便地采集到所需信號，從而通過微處理器實現鉆孔的深度和鉆孔三維空間開孔角度的測算，從而解決了現有技術下，鉆孔的深度測量困難、鉆孔開孔三維空間立體方位角無法準確測量的問題。本實用新型的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其他優點可以通過下面的說明書和權利要求書來實現和獲得。
[0011]為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中圖1為本實用新型的裝置組成連接示意圖。
具體實施方式
以下將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。如圖1所示，該鉆孔參數檢測儀包括主機裝置2和傳感頭裝置1 ；其中，主機裝置2包括數據處理模塊21、微處理器22和顯示模塊23，傳感頭裝置1包括應力傳感器11和慣性導航元件12，通過沖擊裝置在孔口處對鉆孔中的鉆桿施加振動波，該振動波將在鉆桿傳輸，并且返回一個衰減的振動波，應力傳感器11用于捕捉振動波在鉆桿中傳播的振動波形，并將捕捉到的數據輸出至數據處理模塊，數據處理模塊21對數據進行處理后，輸出至微處理器22，微處理器22利用加速度計反饋的數據計算時間差，并利用固有傳輸速率乘于該時間差后取半值，求出鉆孔的深度；本實施例中，應力傳感器采用加速度傳感器，沖擊裝置采用木質手錘。慣性導航元件12固定在鉆孔中鉆桿的尾端且與鉆桿平行，用于測量三軸加速度和三軸磁感應分量數據并將數據輸出至微處理器，通過微處理器計算出慣性導航元件三維空間立體方位角。本實施例中，慣性導航元件包括三軸磁感應計和三軸加速度計，分別用于測出三軸磁感應分量與三軸加速度分量。只要知道三軸磁感應計和三軸加速度計各自分量的輸出，就能獲取開孔角度(傾斜角和方位角)。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.鉆孔參數檢測儀，其特征在于所述檢測儀包括主機裝置和傳感頭裝置；所述主機裝置包括數據處理模塊、微處理器和顯示模塊，所述傳感頭裝置包括應力傳感器和慣性導航元件，所述應力傳感器用于捕捉沖擊振動波在鉆桿中傳播的振動波形，并將捕捉到的數據輸出至數據處理模塊，慣性導航元件固定在鉆孔中鉆桿的尾端且與鉆桿平行，所述慣性導航元件用于測量三軸加速度和三軸磁感應分量數據并將數據輸出至微處理器，通過微處理器計算出慣性導航元件三維空間開孔角。
2.根據權利要求1所述的鉆孔參數檢測儀，其特征在于還包括沖擊裝置，所述沖擊裝置用于在孔口處對鉆孔中的鉆桿撞擊，產生振動波，該振動波將沿鉆桿傳輸，所述數據處理模塊對數據進行處理后，輸出至微處理器模塊，所述微處理器模塊利用應力傳感器測得的數據計算時間差，并利用固有傳輸速率乘于該時間差后取半值，求出鉆孔的深度。
專利摘要本實用新型公開了一種鉆孔參數檢測儀，所述檢測儀包括主機裝置、傳感頭裝置和沖擊裝置；所述主機裝置包括數據處理模塊、微處理器和顯示模塊，所述傳感頭裝置包括應力傳感器和慣性導航元件，所述沖擊裝置為能產生高沖擊能量的沖擊發生器，本實用新型的裝置結構緊湊，使用方便，通過應力傳感器和慣性導航元件的使用，能夠方便地采集到所需信號，從而通過微處理器實現鉆孔的深度和鉆孔開孔三維空間立體方位角的測算，從而解決了現有技術下，鉆孔的深度測量困難、鉆孔三維空間開孔角度無法準確測量的問題。
文檔編號E21B47/16GK202250042SQ201120412679
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者于慶, 吳銀成, 孫世嶺, 莫志剛, 黃強 申請人:中煤科工集團重慶研究院