一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置。包括礦用本安型隨鉆測量探管、礦用隔爆兼本安型計算機、礦用本安型專家診斷儀、礦用本安型鍵盤。所述礦用本安型隨鉆測量探管實時采集鉆頭的姿態信息并進行姿態融合結算后，通過礦用通纜鉆桿向外傳遞；所述礦用本安型數據診斷儀接收探管傳出姿態信息，并監控探管、通纜鉆桿的狀態，做出判別，后將信息通過RS485串行總線傳遞給礦隔爆兼本安型計算機；所述礦用隔爆兼本安型計算機接收信息并通過專門的測量軟件進行顯示。本研究發明不但能夠實時判斷測量探管是否故障，同時也能夠檢測通纜鉆桿是否存在故障，從而提高工人成孔效率，降低塌孔、掉鉆的風險。
【專利說明】
一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種煤礦與石油使用的礦用有線隨鉆測量裝置，具體涉及一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置。
【背景技術】
[0002]礦用有線隨鉆測量裝置被廣泛應用于煤礦、石油等惡劣環境中，可隨鉆測量鉆孔傾角、方位角、工具面向角等主要參數，同時可實現鉆孔參數、軌跡即時顯示，便于司鉆人員隨時了解鉆孔施工情況，并及時調整彎頭方向和工藝參數，準確的定向鉆進。具有組成簡單，結構可靠，易于操作的特點，但作為實時、可靠通信的關鍵部件的通纜鉆桿會隨著頻繁使用，每個鉆桿的接頭部分會出現破損、松動嚴重影響信號的傳輸。同時，工人在鉆孔施工前必須對所有的通纜鉆桿進行檢查，但排查手段單一，不能夠有效檢查出故障鉆桿，導致鉆進中途退鉆檢查，不但增加工人的勞動量，降低成孔效率，更嚴重的是大大增加了塌孔、掉鉆的風險。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于針對現有礦用有線隨鉆測量裝置存在的不足，提供了一種具有實時專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置。
[0004]為實現上述目的，本發明公開了如下技術方案:
[0005]—種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置，包括礦用本安型隨鉆測量探管、礦用隔爆兼本安型計算機、礦用本安型專家診斷儀、礦用本安型鍵盤，所述礦用本安型隨鉆測量探管連接礦用本安型專家診斷儀，礦用本安型隨鉆測量探管實時采集鉆頭的姿態信息并進行姿態融合結算后，通過礦用通纜鉆桿向外傳遞;所述礦用本安型專家診斷儀接收礦用本安型隨鉆測量探管傳出的姿態信息，并監測礦用本安型隨鉆測量探管探管、礦用通纜鉆桿的狀態，做出判別后，將信息通過RS485串行總線傳遞給礦用隔爆兼本安型計算機;所述礦用隔爆兼本安型計算機接收信息并通過專門的測量軟件進行顯示;所述礦用本安型鍵盤連接礦用隔爆兼本安型計算機。
[0006]進一步的，所述礦用本安型隨鉆測量探管由姿態測量單元、通信轉換單元及探管供電單元組成，姿態測量單元通過三軸加速度計傳感器和三軸磁傳感器采集鉆頭的三軸加速度分量和三軸磁分量并進行姿態融合結算，通信轉換單元將融合后的姿態信息轉換成電流信號通過礦用通纜鉆桿傳輸給礦用本安型專家診斷儀，探管供電單元用于給通信轉換單元和姿態測量單元提供電源。
[0007]進一步的，所述礦用本安型專家診斷儀包括供電單元、自復位過流、過壓保護電路、電流檢測單元、電壓檢測單元、電阻檢測單元、探管姿態接收單元、信號處理單元及RS485通信單元，其中，供電單元給專家診斷儀提供電源，自復位過流、過壓保護單元用于實現診斷儀過流、過壓保護，電流檢測單元用于電流信號的實時采集，電壓檢測單元用于電壓信號的實時采集，電阻檢測單元用于電阻信號的實時采集，探管姿態接收單元用于接收探管傳來的姿態信息，信號處理單元用于對采集到的電流、電壓及電阻信號進行A/D轉換處理，并通過RS485通信單元傳輸到礦用隔爆兼本安型計算機。
[0008]進一步的，所述礦用本安型計算機主要包括AC-DC轉換單元、工控機處理單元、通信隔離單元、顯示單元及對外I/O接口，其中，AC-DC轉換單元將外部輸入的交流127V轉換成24V DC、12V DC、5V DC供給其內部各個功能單元，顯示單元及礦用本安型鍵盤用于實現人機交互，工控機處理單元用于信息的處理并由專門的測量軟件顯示監測數據，通信隔離單元用于實現USB信號或RS485信號的隔離與轉換，對外I/O接口用于實現礦用隔爆兼本安型計算機與鍵盤、礦用本安型專家診斷儀的電氣連接。
[0009]本發明所述的礦用有線隨鉆測量裝置，功能強大，集信息采集、處理、保護、故障診斷于一體;不但可實現整個裝置的過流、過壓自動復位保護，同時實時監測整個裝置的通信線路狀態，判斷探管、通纜鉆桿、計算機是否故障，特別是對于通纜鉆桿的檢測降低了工人的重復勞動強度、提高了定向鉆孔成功率，大大降低了塌孔、掉鉆所帶來的風險和損失。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明所述的礦用隨鉆測量裝置組成框圖。
[0011 ]圖2為本發明所述的礦用本安型隨鉆測量探管原理框圖。
[0012]圖3為本發明所述的礦用本安型專家診斷儀原理框圖。
[0013]圖4為本發明所述的礦用隔爆兼本安型計算機原理框圖。
[0014]其中:
[0015]1.礦用本安型隨鉆測量探管 2.礦用本安型專家診斷儀
[0016]3.礦用本安型鍵盤4.礦用隔爆兼本安型計算機
[0017]101.探管供電單元102.通信轉換單元
[0018]103.姿態測量單元201.電流檢測單元
[0019]202.電壓檢測單元203.電阻檢測單元
[0020]204.探管姿態接收單元205.信號處理單元
[0021]206.RS485通信單元207.自復位過流、過壓保護
[0022]電路
[0023]208.診斷儀供電單元301.AC-DC轉換單元
[0024]302.通信隔離單元303.對外I/O接口
[0025]304.工控機處理單元305.顯示單元
【具體實施方式】
[0026]下面結合實施例并參照附圖對本發明作進一步描述。
[0027]請參見圖1。一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置，包括礦用本安型隨鉆測量探管1、礦用隔爆兼本安型計算機4、礦用本安型專家診斷儀2、礦用本安型鍵盤3，所述礦用本安型隨鉆測量探管I連接礦用本安型專家診斷儀2，礦用本安型隨鉆測量探管I實時采集鉆頭的姿態信息并進行姿態融合結算后，通過礦用通纜鉆桿向外傳遞;所述礦用本安型專家診斷儀2接收礦用本安型隨鉆測量探管I傳出的姿態信息，并監測礦用本安型隨鉆測量探管探管1、礦用通纜鉆桿的狀態，做出判別后，將信息通過RS485串行總線傳遞給礦用隔爆兼本安型計算機4;所述礦用隔爆兼本安型計算機4接收信息并通過專門的測量軟件進行顯示;所述礦用本安型鍵盤3連接礦用隔爆兼本安型計算機4。
[0028]請參見圖2。礦用本安型隨鉆測量探管I由姿態測量單元103、通信轉換單元102及探管供電單元101組成，姿態測量單元103通過三軸加速度計傳感器和三軸磁傳感器采集鉆頭的三軸加速度分量和三軸磁分量并進行姿態融合結算，通信轉換單元102將融合后的姿態信息轉換成電流信號通過礦用通纜鉆桿傳輸給礦用本安型專家診斷儀2，探管供電單元101用于給通信轉換單元102和姿態測量單元103提供電源。
[0029I請參見圖3。礦用本安型專家診斷儀2包括供電單元208、自復位過流、過壓保護電路207、電流檢測單元201、電壓檢測單元202、電阻檢測單元203、探管姿態接收單元204、信號處理單元206及RS485通信單元206，其中，供電單元208給專家診斷儀2提供電源，自復位過流、過壓保護單元207用于實現診斷儀過流、過壓保護，電流檢測單元201用于電流信號的實時采集，電壓檢測單元202用于電壓信號的實時采集，電阻檢測單元203用于電阻信號的實時采集，探管姿態接收單元204用于接收探管傳來的姿態信息，信號處理單元205用于對采集到的電流、電壓及電阻信號進行A/D轉換處理，并通過RS485通信單元206傳輸到礦用隔爆兼本安型計算機4。
[0030]請參見圖4。礦用隔爆兼本安型計算機4主要包括AC-DC轉換單元301、工控機處理單元304、通信隔離單元302、顯示單元305、對外I/O接口 303，其中，AC-DC轉換單元301將外部輸入的交流127V轉換成24V DC、12V DC、5V DC供給其內部各個功能單元，顯示單元305及礦用本安型鍵盤4用于實現人機交互，工控機處理單元304用于信息的處理并由專門的測量軟件顯示監測數據，通信隔離單元302用于實現USB信號或RS485信號的隔離與轉換，對外I/O接口 303用于實現礦用隔爆兼本安型計算機4與礦用本安型鍵盤3、礦用本安型專家診斷儀2的電氣連接。
[0031]由此可見，本發明所述的礦用有線隨鉆測量裝置，功能強大，集信息采集、處理、保護、專家診斷于一體其優點在于:
[0032]1、具有自復位過壓、過流保護功能，可實現手動/自動過壓、過流保護功能的復位。
[0033]2、能夠實時監測探管三軸加速度、三軸磁傳感器的三軸分量，檢測探管是否處于正常工作狀態。
[0034]3、實時監測通纜鉆桿狀態，判斷鉆桿是否出現破損、斷裂等故障。
[0035]以上所述僅是本發明的優選實施方式，而非對其限制;應當指出，盡管參照上述各實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，其依然可以對上述各實施例所記載的技術方案進行修改，或對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改和替換，并不使相應的技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置，其特征在于，包括礦用本安型隨鉆測量探管、礦用隔爆兼本安型計算機、礦用本安型專家診斷儀、礦用本安型鍵盤，所述礦用本安型隨鉆測量探管連接礦用本安型專家診斷儀，礦用本安型隨鉆測量探管實時采集鉆頭的姿態信息并進行姿態融合結算后，通過礦用通纜鉆桿向外傳遞;所述礦用本安型專家診斷儀接收礦用本安型隨鉆測量探管傳出的姿態信息，并監測礦用本安型隨鉆測量探管探管、礦用通纜鉆桿的狀態，做出判別后，將信息通過RS485串行總線傳遞給礦用隔爆兼本安型計算機;所述礦用隔爆兼本安型計算機接收信息并通過專門的測量軟件進行顯示;所述礦用本安型鍵盤連接礦用隔爆兼本安型計算機。2.根據權利要求1所述的一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置，其特征在于，所述礦用本安型隨鉆測量探管由姿態測量單元、通信轉換單元及探管供電單元組成，姿態測量單元通過三軸加速度計傳感器和三軸磁傳感器采集鉆頭的三軸加速度分量和三軸磁分量并進行姿態融合結算，通信轉換單元將融合后的姿態信息轉換成電流信號通過礦用通纜鉆桿傳輸給礦用本安型專家診斷儀，探管供電單元用于給通信轉換單元和姿態測量單元提供電源。3.根據權利要求1所述的一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置，其特征在于，所述礦用本安型專家診斷儀包括供電單元、自復位過流、過壓保護電路、電流檢測單元、電壓檢測單元、電阻檢測單元、探管姿態接收單元、信號處理單元及RS485通信單元，其中，供電單元給專家診斷儀提供電源，自復位過流、過壓保護單元用于實現診斷儀過流、過壓保護，電流檢測單元用于電流信號的實時采集，電壓檢測單元用于電壓信號的實時采集，電阻檢測單元用于電阻信號的實時采集，探管姿態接收單元用于接收探管傳來的姿態信息，信號處理單元用于對采集到的電流、電壓及電阻信號進行A/D轉換處理，并通過RS485通信單元傳輸到礦用隔爆兼本安型計算機。4.根據權利要求1所述的一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置，其特征在于，所述礦用隔爆兼本安型計算機主要包括AC-DC轉換單元、工控機處理單元、通信隔離單元、顯示單元及對外I/O接口，其中，AC-DC轉換單元將外部輸入的交流127V轉換成24V DC、12V DC、5V DC供給其內部各個功能單元，顯示單元及礦用本安型鍵盤用于實現人機交互，工控機處理單元用于信息的處理并由專門的測量軟件顯示監測數據，通信隔離單元用于實現USB信號或RS485信號的隔離與轉換，對外I/O接口用于實現礦用隔爆兼本安型計算機與鍵盤、礦用本安型專家診斷儀的電氣連接。
【文檔編號】E21B47/12GK105863608SQ201610327123
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】楊英男, 彭臘梅, 張玉碧, 劉偉, 馮大鈞, 阮俞穎, 吳根書, 劉凡
【申請人】陜西太合科技有限公司