CN102830443A - 水下礁石探测装置及探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种水下礁石探测装置，包括：固定于漂浮设备上的公共底座；固定在公共底座上的钻机座；与钻机座固定连接的钻架；固定在钻架上的导向装置，该导向装置包括固定在钻架上的导轨与能沿导轨滑动的导向机构；安装在导向机构上的钻探组件，该钻探组件包括固定在导向机构上的主机、与主机连接的钻杆和安装在该钻杆端部的钻头；能使钻探组件升降的升降装置，该升降装置包括能为钻探组件提供恒定推进力的自重给力装置；及用于测量钻进速度的速度测量装置。还公开了一种利用上述装置进行水下礁石探测的方法以及专用于上述装置的钻头。该装置能在原位进行钻探，无需取岩芯，可实现恒力推进，使钻进速度指标具有可比性，探测结果准确度高。

Description

水下礁石探测装置及探测方法

技术领域

本发明属于水下礁石勘探领域，涉及一种水下礁石探测的设备及水下礁石探测的方法。

背景技术

在水运工程项目中，当工程所在水域有礁石需要清除时，由于礁石挖掘、爆破、搬移的艰巨性，需要进行礁石探测，预先掌握礁石的详细位置，为选择合适的清礁手段和施工机具，进行工程可行性分析、工程设计、费用预算等提供基础性依据。

目前，水运工程行业常将软岩以上坚硬程度的水下岩石称为礁石。关于软岩的概念，相关国家标准按岩石的强度进行分类，把饱和单轴抗压强度符合以下范围的划定为“软岩”：

5MPa＜饱和单轴抗压强度≤15MPa

所以，行内常把强度在5MPa-15MPa以上的岩石称为礁石。

当前探测被埋礁石的方法有接触式和非接触式两大类。

非接触式的方法有旁侧声纳、浅地层剖面仪扫测等物探方法，但它们只能测出岩土分层，反映礁石区的大概范围及埋深，它们还须依赖钻探资料进行地质解释，不能单独用于礁石认定，也不能准确测定礁石岩面标高。

接触式的方法常用的有钻探和触探试验两种。以钻探方法取得岩芯，虽可以准确评定礁石，但它不是在原位上进行的，其判定礁石的步骤复杂，效率低。以钻探方法测得钻进速度可用来评定岩石的坚固性，但其对坚固性评定的准确程度取决于：一是能否测得钻进速度(钻速)，并且有相当的测量精确度，二是所测钻进速度参数的可比性(再现性)有多高。要达到识别礁石目的，要求所测钻速的测量精度较高、钻速的可比性(再现性)较强，现有的设备还未达到这一要求。触探试验属于原位测试技术，适用于评定砂土、粘土、碎石土的密实度，重型和超重型触探仪虽有较强的穿透力，但仍难以穿过礁石上方密实的覆盖层(密实的砂土、碎石土等)。

另外还有一种人工钎探方法，是以人力将尖锐的钎探杆插入岩土中，但它只适用于软的覆盖层，遇到密实砂土就很难向下探测。

当礁石的覆盖层较硬(如密实砂土、碎石土等)和要测定的礁石点很多时，要准确识别出礁石并测定其高程，用上述现有方法都显得很困难和费时费成本，所以，现有的礁石探测方法都不是准确、高效的方法。

所以，目前还没有于岩土的原位探测被埋礁石，探明其所处位置的准确、高效的设备和方法。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种水下礁石探测装置，该探测装置结构简单，能在原位进行钻探，无需取岩芯，可实现恒力推进，使钻进的速度指标具有可比性(再现性)，探测结果准确度高。

本发明的技术解决方案为一种水下礁石探测装置，包括：固定于漂浮设备上的公共底座；固定在所述公共底座上的钻机座；与所述钻机座固定连接的钻架；固定在所述钻架上的导向装置，该导向装置包括固定在所述钻架上的导轨与能沿所述导轨滑动的导向机构；安装在所述导向机构上的钻探组件，该钻探组件包括固定在所述导向机构上的主机、与所述主机连接的钻杆和安装在该钻杆端部的钻头；能使所述钻探组件升降的升降装置，该升降装置包括能为所述钻探组件提供恒定推进力的自重给力装置；及用于测量钻进速度的速度测量装置。

所述升降装置包括卷扬机、缠绕在该卷扬机滚筒上的升降钢丝绳、位于所述钻架下方的定滑轮、位于所述钻架上方的上链轮及链条，所述升降钢丝绳绕过所述定滑轮与所述链条连接，该链条绕过所述上链轮与所述主机相连接。

对上述技术方案的进一步改进为：所述自重给力装置包括一个悬挂配重块的动滑轮、绕过该动滑轮的挂重钢丝绳、挂重滑轮，其中所述挂重钢丝绳的一端固定于钻架上，另一端绕过所述挂重滑轮与所述链条相连接，所述配重块的重力通过所述挂重钢丝绳和链条施力于所述主机，其施力于主机的力的方向向下。

对上述技术方案的再进一步改进为：还包括卷扬机冗余绳自动收放装置，该装置包括支架、设置在该支架上的上行程开关与下行程开关、设置在所述支架上部的滑轮、张紧绳、张紧重锤与张紧轮，其中所述张紧绳的一端连接所述张紧重锤，另一端绕过所述滑轮连接所述张紧轮，所述升降钢丝绳挂置在张紧轮上，使所述升降钢丝绳在所述张紧重锤位于上行程开关与下行程开关之间时一直处于张紧状态，还包括分别与所述上行程开关与下行程开关电连接的钻机控制单元。

上述速度测量装置包括位移检测装置，该位移检测装置包括：与所述主机连接的链条，该链条绕过所述上链轮和位于所述钻架下方的下链轮；由所述下链轮的轮轴驱动的位移测量齿轮；安装在所述位移测量齿轮圆周上的物位传感器；与所述物位传感器电连接的位移测量单元；与所述位移测量单元电连接的计算机，该计算机上安装有位移测量应用软件，能对位移数据进行处理、显示、储存；还包括安装于钻架上的用于感应位移起算点的主机上行程开关和感应位移最大值的主机下行程开关。

所述钻架为管状，所述导轨以焊接的方式被固定在所述钻架上。

上述技术方案还包括一端固定在所述公共底座上，另一端固定在所述钻架中上部的撑杆，以使钻架能更稳固的固定在所述公共底座上。

本发明所提供的水下礁石探测装置分辨率高，能更精确的探测判定礁石。

本发明还提供一种用于上述水下礁石探测装置的钻头，在该钻头的顶端设有一锥形特征，该锥形特征的尖端在工作时先于所述钻头的其他部分接触到所钻岩土。

所述锥形特征具有定中作用，能使钻进过程更加平稳。

本发明还提供了一种利用上述水下礁石探测装置进行水下礁石探测的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，将安装有水下礁石探测装置的漂浮设备移动到钻探水域，定好位置，使所述漂浮设备的稳定性满足钻机工作的需要，根据水深与钻探的最低深度，接驳合适长度的钻杆，并装上钻头；

第二步，使用卷扬机将主机升至行程的最高点，触动主机上行程开关，发出停止信号，卷扬机停止；

第三步，启动钻头冲水泵给钻头以冲洗液，启动主机，主机驱动钻头回转；

第四步，使卷扬机吊着主机向下钻进，主机下行释放主机上行程开关，同时发出一个信号到钻机控制单元，钻机控制单元将信号传到位移测量装置，位移测量装置给位移清零，并开始对位移进行计量；

第五步，计算出一定时间内钻进的平均速度V_t，并进行实时显示；

第六步，用V_t与识别礁石的速度指标V_0-t进行对比，判断V_t≤V_t-0是否成立，如成立，则判定为礁石，人工或电脑控制卷扬机将主机返回始点，如不成立，则判定不是礁石，则继续钻进，直到达到设定深度才停止并返回始点，完成本回次的探测任务。

本发明对上述技术解决方案的进一步改进为：在向下钻进的同时，位移测量装置每0.5秒测量1次钻头的位移量，并每隔0.5秒计算1次主机的钻进速度，同时还每隔0.5秒计算1次主机此刻之前的5-30秒内的钻进平均速度V_t。

本发明所提供的上述水下礁石探测方法采用原位探测，钻进速度参数的可比性好，钻进平稳，钻进速度快，探测效率高。

附图说明

图1是根据本发明的水下礁石探测装置的实施例的总体示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本实施例用于穿过水下覆盖层识别礁石，并测定礁石顶面的高程。如图1所示，一种水下礁石探测装置，包括：固定于船舶上的公共底座35；固定在所述公共底座35上的钻机座34，所述钻机座34与所述公共底座35用螺栓固定；与所述钻机座34固定连接的钻架5，该钻架5为一根长约3米的钢管，钻架5的下方与钻机座34连接，钻架34中上部由撑杆10的一端支撑，该撑杆10的另一端支撑在公共底座35上；固定在所述钻架5上的导向装置，该导向装置包括焊接固定在所述钻架5上的导轨4与能沿所述导轨4滑动的导向机构7，所述导轨4由两根槽钢和连接板焊接而成，长度约为3米，所述导向机构7依靠八只轴承8在所述导轨4的槽钢翼板9上以滚动方式直线运动；安装在所述导向机构7上的钻探组件，该钻探组件包括通过螺栓安装固定在所述导向机构7上的主机1、与所述主机1连接的钻杆2和安装在该钻杆端部的钻头3，所述钻杆2的直径为42mm，由多根组成，可按需要接驳；能使所述钻探组件升降的升降装置，该升降装置包括能为所述钻探组件提供恒定推进力的自重给力装置；及用于测量钻进速度的速度测量装置。

所述升降装置包括卷扬机6、缠绕在该卷扬机6滚筒上的升降钢丝绳18、位于所述钻架5下方的定滑轮11、位于所述钻架5上方的上链轮13及链条12，所述升降钢丝绳18绕过所述定滑轮11与所述链条12连接，该链条12绕过所述上链轮13与所述主机1相连接。升降钢丝绳18与链条12的连接方式是升降钢丝绳18的绳端直接穿入链条12的一个链节并包绕链节，然后用钢丝绳卡头28卡紧连接处的钢丝绳。

上述卷扬机6通过升降钢丝绳18和链条12吊着主机作升降运动，该卷扬机6自带蜗轮蜗杆自锁机构，该自锁机构在卷扬机6停止时立即制动，能将所吊重物悬挂于任何停止位置。

所述自重给力装置包括一个悬挂配重块15的动滑轮29、绕过该动滑轮29的挂重钢丝绳14、挂重滑轮30，其中所述挂重钢丝绳14的一端固定于钻架5上的外伸结构51上，另一端绕过所述挂重滑轮30与所述链条12相连接，所述配重块15的重力通过所述挂重钢丝绳14和链条12施力于所述主机1，其施于所述主机的力的方向向下。

上述所挂重量由配重块15的重量决定，配重块15可以根据需要增减重量。

由于动滑轮29的作用，使得配重块15的重力只有一半加于主机1，但配重块15的行程只有主机1行程的一半，这有利于减少配重块15的最大高度，从而使整个装置的结构比较紧凑。

由于一般的钻机都是通过机械加力推进的，常用的有液压油缸、链条传动、螺纹传动等加力方式。这些推进方式均做不到恒力推进，而本实施例中利用自重给力，实现了恒力推进，具有以下优点：以简单的结构使得恒推力钻进非常方便、准确、可靠地实现；恒定的推力是钻进速度指标具有可比性(再现性)的必要条件之一。

上述装置还包括卷扬机冗余绳自动收放装置，该装置包括支架52、设置在该支架52上的上行程开关16与下行程开关17、设置在所述支架52上部的滑轮53、张紧绳31、张紧重锤20与张紧轮19，其中所述张紧绳31的一端连接所述张紧重锤20，另一端绕过所述滑轮53连接所述张紧轮19，所述升降钢丝绳18挂置在张紧轮19上，使所述升降钢丝绳18在所述张紧重锤20位于上行程开关16与下行程开关17之间时一直处于张紧状态，还包括分别与所述上行程开关16与下行程开关17电连接的钻机控制单元21。所述张紧重锤20向上运动至最高点会触动上行程开关16，向下运动至最低点会触动下行程开关17。

在所述钻架5的上部与下部分别设置有主机上行程开关32与主机下行程开关33，该两个行程开关也分别与钻机控制单元21电连接。

当钻头3受到阻力，主机1钻进速度低于卷扬机6下降速度时，吊着主机1的升降钢丝绳18便会放松，张紧轮19在张紧重锤20的作用下收起冗余的绳，当升降钢丝绳18放松到一定长度时，张紧重锤20触动下行程开关17使其动作，向钻机控制单元21发出一个停止放绳的信号，卷扬机6停止工作，放绳停止；期间，钻机不停地向下钻进，被收起的冗余钢丝绳长度不断减少，当冗余钢丝绳将要被拉直前的某个位置，张紧重锤20触动上行程开关16，向钻机控制单元21发出一个继续放绳的信号，卷扬机启动继续放绳，以保持钻进推力不变。

该自重给力装置保证了主机1在钻到一定硬度的岩土，其钻进速度低于卷扬机6下降速度时，主机1始终处于自重作用下的恒力推进状态，这一状态是使钻进速度参数具有可比性的必要条件。

上述速度测量装置包括位移检测装置，该位移检测装置包括：与所述主机1连接的链条12，该链条12绕过所述上链轮13和位于所述钻架5下方的下链轮22；由所述下链轮22的轮轴驱动的位移测量齿轮23；安装在所述位移测量齿轮23圆周上的物位传感器24；与所述物位传感器24电连接的位移测量单元25；与所述位移测量单元25电连接的计算机26，该计算机26上安装有位移测量应用软件，能对位移数据进行处理、显示、储存，可以储存并显示经过计算得出的实时钻进速度。

所述位移测量齿轮23的外圆上布满细小的轮齿，物位传感器24是一个开关式物位传感器，物位传感器24能检测位移测量齿轮23上转过的轮齿，每转过一个轮齿，传感器就发出一个电脉冲传给位移测量单元25。

驱动位移测量齿轮23的链条12始终是张紧的，可确保主机1的任何细微的上下移动都能及时传递到位移测量齿轮23。其张紧原理是：在链条12上取一小段作为连接链条27，连接链条27的上端连接升降钢丝绳18，下端连接挂重钢丝绳14，该两根钢丝绳的拉力方向是相反的，其结果就使得链条12除了连接链条27之外其余部分全部被拉紧。在此结构中链条12被一物多用，既是起吊主机1的受力件，又是主机1驱动位移测量齿轮23的传动装置。

工作时，所述位移测量装置能精确地测定主机1任何时候、任何方向的位移量，其位移测量分辨率优于0.75mm，全行程测量精度优于0.4％，满足礁石评定对位移测量的要求。

所述管状钻架5内布置有链条12、升降钢丝绳18、挂重钢丝绳14，这种布局使得本装置更加简洁、紧凑。

本发明还提供一种用于上述水下礁石探测装置的钻头的实施例，在该钻头的顶端设有一锥形特征，该锥形特征的尖端在工作时先于所述钻头的其他部分接触到所钻岩土。

上述钻头是在普通三翼岩石钻头上通过嵌入和焊接的方法加装一个锥形结构，且该结构高出原岩石钻头的最底端，锥形结构采用高强度耐磨材料。所述锥形结构具有定中作用，使钻进更加平稳，锥头增大了本钻头在岩土中的钻进阻力，有利于在软质岩石中钻进时具有合适的钻进速度。

上述转头的钻进原理是：回转的锥形结构钻头在旋转产生的摩擦力和钻进推力共同作用下挤开或压碎岩土(岩土是指各类土和岩石的总称)，锥形结构先行贯入，然后，锥形结构后方的切削刃才跟进接触岩土，并切削岩土。

使用所述钻头具有以下优点：保持了岩石钻头的强大穿透力，以穿透硬的覆盖层，同时也具有高的钻进速度；本钻头的锥头具有硬度感应功能，调节锥头大小，使其在软岩中钻进获得较理想的钻进速度；锥头还具有定中作用，使回转的同轴度高，防止跳动，也有利于钻进速度指标的可比性(再现性)。试验证明，没有所述锥形特征的钻头钻进时有向外爬行现象，且钻到硬质岩石时钻杆跳动剧烈。而加了所述锥形特征的钻头，在同样的硬质岩石中钻进，运行就平稳多了。

一种利用上述水下礁石探测装置进行水下礁石探测的方法，包括以下步骤：

第一步，将安装有水下礁石探测装置的船舶移动到钻探水域，定好船位，使船舶的稳定性满足钻机工作的需要，根据水深与钻探的最低深度，接驳合适长度的钻杆，并装上钻头；

第二步，使用卷扬机将主机升至行程的最高点，触动主机上行程开关，发出停止信号，卷扬机停止；

第三步，启动钻头冲水泵给钻头以冲洗液，启动主机，主机驱动钻头回转；

第四步，使卷扬机吊着主机向下钻进，主机下行释放主机上行程开关32，同时发出一个信号到钻机控制单元21，钻机控制单元21将信号传到位移测量装置，位移测量装置给位移清零，并开始对位移进行计量，在向下钻进的同时，位移测量装置每0.5秒测量1次钻头的位移量，并每隔0.5秒计算1次主机的钻进速度，同时还每隔0.5秒计算1次主机此刻之前的5-30秒内的钻进平均速度V_t，这些位移和速度值被计算机实时显示、贮存；

第五步，计算出一定时间内钻进的平均速度V_t，并进行实时显示；

第六步，用V_t与识别礁石的速度指标V_0-t进行对比，判断V_t≤V_t-0是否成立，如成立，则判定为礁石，人工或电脑控制卷扬机将主机返回始点，如不成立，则判定不是礁石，则继续钻进，直到达到设定深度才停止并返回始点，完成本回次的探测任务。

当钻头钻进时遇到的阻力少于钻进推力(自重)时，钻机以卷扬机下降的正常速度持续钻进，当钻头钻进时遇到的阻力≥钻进推力(自重)时，钻进速度会少于卷扬机下降速度，吊着主机的钢丝绳会放松，冗余绳自动收放装置动作，适时收绳、放绳，确保处于自重恒力钻进状态。

如向下钻进操作不及时，主机可能会触动主机下行程开关33，此时，钻机控制单元起作用，自动停止卷扬机。

上述V_t是一个表征岩石坚固性的指标，钻速V_t越小，岩石越坚固，软岩也有其对应的钻速指标值，礁石的识别可由电脑自动识别或由人工识别。因为钻进速度V_t都是在相同的钻头、平稳的钻进中、以恒定的推进力、相同的钻进方式下测得的值，因此，V_t具有高可比性。V_t的测量精度和分辨率足够高，可以满足对软岩坚固性进行评定的需要。使用本发明提供的探测装置，给已知强度的软岩(礁石)试样进行钻进试验，测得其V_t值(记作V_0-t)作为礁石评定的标准值或称识别值，将被测岩土的V_t值与标准值V_0-t相比较，便可识别出礁石。

所述速度值生成的方法是取时间t内的位移量除以t得到钻进平均速度(以V_t表示，单位mm/s)，如V₅表示任意5秒内的钻进平均速度。t在5-30秒范围内可任意设定，V_t的计算是每0.5秒进行一次的；速度数据可以贮存和查阅。5秒平均速度V₅测量的分辨率优于0.15mm/s，5秒平均速度V₅的测量精度优于2％，满足礁石评定对平均速度测量的要求。

本发明所提供的实施例，是在原位进行钻探，无须取岩芯，在实践应用中，对于水深5米、有30公分碎石土作为覆盖层的水下岩石钻探，本实施例的装置1个回次(即：从始点下行——穿透覆盖层——接触到岩石——返回始点)的运行时间在1分钟以内。能有效评定5-20MPa的岩石的坚固程度，满足礁石识别需要。

本发明所提供的上述水下礁石探测方法采用原位探测，钻进速度参数的可比性好，钻进平稳，钻进速度快，评定结果准确、探测效率高。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种水下礁石探测装置，包括：

固定于漂浮设备上的公共底座；

固定在所述公共底座上的钻机座；

与所述钻机座固定连接的钻架；

固定在所述钻架上的导向装置，该导向装置包括固定在所述钻架上的导轨与能沿所述导轨滑动的导向机构；

安装在所述导向机构上的钻探组件，该钻探组件包括固定在所述导向机构上的主机、与所述主机连接的钻杆和安装在该钻杆端部的钻头；

能使所述钻探组件升降的升降装置，该升降装置包括能为所述钻探组件提供恒定推进力的自重给力装置；及

用于测量钻进速度的速度测量装置。

2.根据权利要求1所述的水下礁石探测装置，其特征在于：所述升降装置包括卷扬机、缠绕在该卷扬机滚筒上的升降钢丝绳、位于所述钻架下方的定滑轮、位于所述钻架上方的上链轮及链条，所述升降钢丝绳绕过所述定滑轮与所述链条连接，该链条绕过所述上链轮与所述主机相连接。

3.根据权利要求2所述的水下礁石探测装置，其特征在于：所述自重给力装置包括一个悬挂配重块的动滑轮、绕过该动滑轮的挂重钢丝绳、挂重滑轮，其中所述挂重钢丝绳的一端固定于钻架上，另一端绕过所述挂重滑轮与所述链条相连接，所述配重块的重力通过所述挂重钢丝绳和链条施力于所述主机，其施于所述主机的力的方向向下。

4.根据权利要求2所述的水下礁石探测装置，其特征在于：还包括卷扬机冗余绳自动收放装置，该装置包括支架、设置在该支架上的上行程开关与下行程开关、设置在所述支架上部的滑轮、张紧绳、张紧重锤与张紧轮，其中所述张紧绳的一端连接所述张紧重锤，另一端绕过所述滑轮连接所述张紧轮，所述升降钢丝绳挂置在张紧轮上，使所述升降钢丝绳在所述张紧重锤位于上行程开关与下行程开关之间时一直处于张紧状态，还包括分别与所述上行程开关与下行程开关电连接的钻机控制单元。

5.根据权利要求1所述的水下礁石探测装置，其特征在于：所述速度测量装置包括位移检测装置，该位移检测装置包括：

与所述主机连接的链条，该链条绕过所述上链轮和位于所述钻架下方的下链轮；

由所述下链轮的轮轴驱动的位移测量齿轮；

安装在所述位移测量齿轮圆周上的物位传感器；

与所述物位传感器电连接的位移测量单元；

与所述位移测量单元电连接的计算机，该计算机上安装有位移测量应用软件，能对位移数据进行处理、显示、储存；

安装于钻架上的用于感应位移起算点的主机上行程开关和感应位移最大值的主机下行程开关。

6.根据权利要求1所述的水下礁石探测装置，其特征在于：所述钻架为管状，所述导轨以焊接的方式被固定在所述钻架上。

7.根据权利要求6所述的水下礁石探测装置，其特征在于：还包括一端固定在所述公共底座上，另一端固定在所述钻架中上部的撑杆。

8.一种用于如权利要求1-7中任一项所述的水下礁石探测装置的钻头，其特征在于：在该钻头的顶端设有一锥形特征，该锥形特征的尖端在工作时先于所述钻头的其他部分接触到所钻岩土。

9.一种水下礁石探测方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，将安装有水下礁石探测装置的漂浮设备移动到钻探水域，定好位置，使所述漂浮设备的稳定性满足钻机工作的需要，根据水深与钻探的最低深度，接驳合适长度的钻杆，并装上钻头；

第二步，使用卷扬机将主机升至行程的最高点，触动主机上行程开关，发出停止信号，卷扬机停止；

第三步，启动钻头冲水泵给钻头以冲洗液，启动主机，主机驱动钻头回转；

第四步，使卷扬机吊着主机向下钻进，主机下行释放主机上行程开关，同时发出一个信号到钻机控制单元，钻机控制单元将信号传到位移测量装置，位移测量装置给位移清零，并开始对位移进行计量；

第五步，计算出一定时间内钻进的平均速度V_t，并进行实时显示；

第六步，用V_t与识别礁石的速度指标V_0-t进行对比，判断V_t≤V_0-t是否成立，如成立，则判定为礁石，人工或电脑控制卷扬机将主机返回始点，如不成立，则判定不是礁石，则继续钻进，直到达到设定深度才停止并返回始点，完成本回次的探测任务。

10.根据权利要求9所述的水下礁石探测方法，其特征在于：在向下钻进的同时，位移测量装置每0.5秒测量1次钻头的位移量，并每隔0.5秒计算1次主机的钻进速度，同时还每隔0.5秒计算1次主机此刻之前的5-30秒内的钻进平均速度V_t。