鑽孔參數檢測儀的製作方法

2023-10-05 23:07:19 5

專利名稱：鑽孔參數檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鑽機技術領域，特別涉及一種用於測量鑽孔的深度的鑽孔參數檢測儀。
背景技術：
鑽機在鑽進過程中，需要對其鑽孔參數進行檢測，以便能及時掌握鑽孔情況。目前通常使用隨鑽測量技術進行測量，但該技術主要用於鑽杆管徑大、鑽杆自身不旋轉等特點的千米鑽機上，對於普通鑽機由於其鑽杆管徑小、鑽杆自身旋轉等特點，現有技術不能很好地滿足此類鑽機鑽孔參數的測量要求。因此，有必要設計出一種能適應普通鑽機特點的鑽孔參數檢測裝置。
發明內容有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種鑽孔參數檢測儀，解決現有技術下，鑽孔的深度測量困難、鑽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鑽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，所述應力傳感器用於捕捉衝擊振動波在鑽杆中傳播的振動波形，並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鑽孔中鑽杆的尾端且與鑽杆平行，所述慣性導航元件用於測量三軸加速度和三軸磁感應分量數據並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，還包括衝擊裝置，所述衝擊裝置用於在孔口處對鑽孔中的鑽杆撞擊，產生振動波，該振動波將沿鑽杆傳輸，所述數據處理模塊對數據進行處理後，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，並利用固有傳輸速率乘於該時間差後取半值，求出鑽孔的深度。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，能夠方便地採集到所需信號，從而通過微處理器實現鑽孔的深度和鑽孔三維空間開孔角度的測算，從而解決了現有技術下，鑽孔的深度測量困難、鑽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、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於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範圍。如圖1所示，該鑽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，通過衝擊裝置在孔口處對鑽孔中的鑽杆施加振動波，該振動波將在鑽杆傳輸，並且返回一個衰減的振動波，應力傳感器11用於捕捉振動波在鑽杆中傳播的振動波形，並將捕捉到的數據輸出至數據處理模塊，數據處理模塊21對數據進行處理後，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，並利用固有傳輸速率乘於該時間差後取半值，求出鑽孔的深度；本實施例中，應力傳感器採用加速度傳感器，衝擊裝置採用木質手錘。慣性導航元件12固定在鑽孔中鑽杆的尾端且與鑽杆平行，用於測量三軸加速度和三軸磁感應分量數據並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，分別用於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)。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘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範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求1.鑽孔參數檢測儀，其特徵在於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，所述應力傳感器用於捕捉衝擊振動波在鑽杆中傳播的振動波形，並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鑽孔中鑽杆的尾端且與鑽杆平行，所述慣性導航元件用於測量三軸加速度和三軸磁感應分量數據並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所述的鑽孔參數檢測儀，其特徵在於還包括衝擊裝置，所述衝擊裝置用於在孔口處對鑽孔中的鑽杆撞擊，產生振動波，該振動波將沿鑽杆傳輸，所述數據處理模塊對數據進行處理後，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，並利用固有傳輸速率乘於該時間差後取半值，求出鑽孔的深度。
專利摘要本實用新型公開了一種鑽孔參數檢測儀，所述檢測儀包括主機裝置、傳感頭裝置和衝擊裝置；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，所述衝擊裝置為能產生高衝擊能量的衝擊發生器，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，能夠方便地採集到所需信號，從而通過微處理器實現鑽孔的深度和鑽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，鑽孔的深度測量困難、鑽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
發明者於慶, 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