CN106679631A - 用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置，包括：旋转装置，设有与钻孔倾斜仪的倾斜传感器相连的旋转平台，能旋转倾斜传感器的测量方向；方向测量装置，设在倾斜传感器的顶端，能检测倾斜传感器的测量方向；方向调整控制装置，分别与旋转装置和方向测量置通信连接，能将接收的方向测量装置检测到的倾斜传感器的测量方向向处于远程的数据处理终端发送；以及能根据接收的数据处理终端发来的旋转控制信号控制旋转装置的旋转平台旋转倾斜传感器的测量方向。通过旋转装置、方向测量装置和方向调整控制装置配合，能充分控制和了解钻孔倾斜仪的倾斜传感器的安装方向，提高钻孔倾斜仪安装定向效率及精度。

Description

用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置

技术领域

本发明涉及钻孔倾斜仪的传感器方向调整定向领域，特别是涉及一种能用于钻孔倾斜形变测量中方便实现传感器南北向安装的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置。

背景技术

在钻孔倾斜仪对地倾斜测量中，通常测量探头内安装有互为90度的两个倾斜传感器，实现大地倾斜南北和东西方向变化的动态观测。因此，目前钻孔倾斜仪安装通过探头外围定向装置以及一套完整的下井工艺使之实现倾斜传感器东西、南北向安装。当前的安装工艺需要先安装定向底座，然后通过定向器下井测定定向底座的方向，根据探测的结果，调整探头倾斜传感器装配方向，使探头下井与井下的定向底座配合安装后实现倾斜传感器正东西、南北向。此套工艺步骤繁多，需要配合的设备仪器工具多，安装效率低，现场操作人员要求高。此外由于配合部件多，最终定向精度误差大。由于钻孔倾斜仪探头体积小，定向调节装置体积大，无法和倾斜传感器配合在探头内安装，并且电子罗盘方向测量协议，电机驱动控制协议不一致，难以通过远程控制实现钻孔倾斜仪探头内倾斜传感器的方向调整定向工作。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置，能方便与钻孔倾斜仪的倾斜传感器配合安装在井下探头内，并方便与远程的数据处理终端配合实现远程控制及测量，进而解决现有用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪只能通过探头外围定向装置及工艺的方向调整方式，难以实现便捷，高效，准确定向问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置，包括：

旋转装置，设有与钻孔倾斜仪的倾斜传感器相连的旋转平台，能旋转所述倾斜传感器的测量方向；

方向测量装置，设在所述倾斜传感器的顶端，能检测所述倾斜传感器的测量方向；

方向调整控制装置，分别与所述旋转装置和所述方向测量置通信连接，能将接收的所述方向测量装置检测到的所述倾斜传感器的测量方向向处于远程的数据处理终端发送；以及能根据接收的所述数据处理终端发来的旋转控制信号控制所述旋转装置的旋转平台旋转所述倾斜传感器的测量方向。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置的有益效果为：通过能旋转倾斜传感器的旋转装置及能检测倾斜传感器方向角度的方向测量装置与方向调整控制装置配合，能充分了解和控制钻孔倾斜仪的倾斜传感器的安装方向，提高钻孔倾斜仪安装定向效率及精度。该远程方向调整装置体积小，精度高，方便由远程的数据处理终端进行远程控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的安装于钻孔倾斜仪的传感器方向调整的远程方向调整装置示意图；

图2为本发明实施例提供的方向调整装置的旋转装置的示意图；

图3为本发明实施例提供的钻孔倾斜仪传感器安装结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1、2所示，本发明实施例提供一种用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置，能远程调整钻孔倾斜仪的倾斜传感器的方向，包括：

旋转装置，设有与钻孔倾斜仪的倾斜传感器相连的旋转平台，能旋转所述倾斜传感器的测量方向；

方向测量装置，设在所述倾斜传感器的顶端，能检测所述倾斜传感器的测量方向；

方向调整控制装置，分别与所述旋转装置和所述方向测量置通信连接，能将接收的所述方向测量装置检测到的所述倾斜传感器的测量方向向处于远程的数据处理终端发送；以及能根据接收的所述数据处理终端发来的旋转控制信号控制所述旋转装置的旋转平台旋转所述倾斜传感器的测量方向。

上述远程方向调整装置中，旋转装置设在所述钻孔倾斜仪的探头内部。

上述远程方向调整装置中，旋转装置包括：旋转平台、步进电机、联轴器、涡轮蜗杆运动副和固定平台；其中，

各部件均设置在所述固定平台上；

所述步进电机的动力输出端通过所述联轴器与所述涡轮蜗杆运动副的蜗杆连接，通过所述蜗轮蜗杆运动副驱动所述旋转平台。

上述远程方向调整装置中，方向测量装置采用高精度的电子罗盘方向测量装置。

上述远程方向调整装置中，方向调整控制装置包括：

单片机控制器、电机驱动器和现场总线模块；其中，

所述单片机控制器与处于远程的所述数据处理终端通信连接；

所述单片机控制器的串口与所述现场总线模块电连接；

所述电机驱动器的一端与所述单片机控制器的IO口电连接，所述电机驱动器的另一端与所述旋转装置的控制端电连接。

下面结合附图对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

图1、2所示为本发明实施例提供的一种用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置，主要用于对钻孔倾斜仪的倾斜传感器安装方位的调整定向，主要对第一倾斜传感器2与第二倾斜传感器3进行南北、东西向方向调整使用。钻孔倾斜仪设置的第一、二倾斜传感器2、3均采用垂直摆式倾斜传感器。如图3所示，第二倾斜传感器3的左右平行极板31、33与重摆32构成两个差动变化的电容器。第一倾斜传感器2结构与第二倾斜传感器3相同，第一倾斜传感器2与第二倾斜传感器3互为90度安装。如图1所示，第二倾斜传感器3通过底座4安装在弹性钢筒探头1内，通过耦合机构和大地耦合。随着探头在地倾斜作用下发生倾斜，第二倾斜传感器3的左、右极板31、33与中间重摆32的角度θ₁和θ₂会相应变化，其电容量随之变化，通过测量部件8，测量电容变化量，根据预先建立的角度与电容差动变化的联系，即可监测地倾斜形变。

如图1、2所示，该远程方位调整控制装置7(图1中，72为单片机控制器，71为电机驱动器)以钻孔倾斜仪的第一、第二倾斜传感器2、3为方向调整对象，通过以步进电机为核心的旋转装置5与第二倾斜传感器3和底座4配合安装，旋转装置5具体安装在底座4上，第二倾斜传感器3具体安装在旋转装置5的旋转平台55上，通过方向调整控制装置7(图1中，72为单片机控制器，71为电机驱动器)，接收处于远程的数据处理终端9的旋转控制信号，来控制旋转装置5带动第一、二倾斜传感器2、3产生精密旋转运动，从而实现第一、二倾斜传感器2、3的方向变化，记录钻孔倾斜仪方向测量装置6采集的方向变化数据，确定第一、二倾斜传感器2、3的实际方向角数据，实现对钻孔倾斜仪的两个倾斜传感器的远程方向调整及测量。

具体的，本发明的装置包括：

旋转装置5，设有能旋转的旋转平台55，该旋转平台55与钻孔倾斜仪内安装的互为90度的第一、第二倾斜传感器2、3(两个倾斜传感器安装结构参见图3)连接，能同步旋转第一倾斜传感器2和第二倾斜传感器3；

方向测量装置6，安装于钻孔倾斜仪的第二倾斜传感器2的上端，能测量第二倾斜传感器2的测量方向；

方向调整控制装置7，分别与旋转装置5和方向测量装置6通信连接，以及与处于远程的数据处理终端9通信连接，能将接收的方向测量装置6检测到的第一倾斜传感器2方向向处于远程的数据处理终端9发送，从而测量经旋转控制信号控制旋转装置5的旋转平台55旋转第二倾斜传感器2的运动情况。

上述旋转装置5设置在钻孔倾斜仪的第二倾斜传感器3和底座4之间。

上述方向调整装置中，旋转装置5结构如图2所示，包括：旋转平台55、步进电机51、联轴器52、涡轮54、蜗杆53和固定平台56；各部件均设置在固定平台56上；固定平台56与底座4相连；旋转平台55与第二倾斜传感器3相连；作为旋转驱动部的步进电机51的动力输出端通过联轴器52与蜗杆53连接，能经蜗杆53驱动涡轮54旋转运动(蜗杆53与涡轮54构成涡轮蜗杆运动副)，旋转平台55与涡轮54固定连接，能做旋转运动。该旋转装置采用精密研配的蜗轮蜗杆结构，可以任意正向和反向旋转且空回极小；步进电机与蜗杆通过作为联轴器52的高品质弹性联轴节连接，传动同步，消偏性能好，大大降低了偏心扰动；旋转轴采用多道工艺精密加工而成，配合精度高，承载大，寿命长；步进电机的电机驱动器71实现旋转运动自动化控制。该旋转装置5具有体积小，能实现探头内安装使用的特点，精度高(达到0.01度)的性能。

上述传感器方向调整装置中，方向调整控制装置7包括：单片机控制器72、电机驱动器71和现场总线模块(图中未示出)；其中，

单片机控制器72的串口与现场总线模块电连接，电机驱动器71的一端与单片机控制器72的IO口连接，电机驱动器71另一端与旋转装置5的步进电机51的控制端电连接，单片机控制器72与处于远程的数据处理终端9通信连接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置，其特征在于，包括：

旋转装置，设有与钻孔倾斜仪的倾斜传感器相连的旋转平台，能旋转所述倾斜传感器的测量方向；

方向测量装置，设在所述倾斜传感器的顶端，能检测所述倾斜传感器的测量方向；

方向调整控制装置，分别与所述旋转装置和所述方向测量置通信连接，并与处于远程的数据处理终端通信连接，能将接收的所述方向测量装置检测到的所述倾斜传感器的测量方向向所述数据处理终端发送；以及能根据接收的所述数据处理终端发来的旋转控制信号控制所述旋转装置的旋转平台旋转所述倾斜传感器的测量方向。

2.根据权利要求1所述的用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置，其特征在于，所述旋转装置设在所述钻孔倾斜仪的探头内部。

3.根据权利要求1或2所述的用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置，其特征在于，所述旋转装置包括：旋转平台、步进电机、联轴器、涡轮蜗杆运动副和固定平台；其中，

各部件均设置在所述固定平台上；

所述步进电机的动力输出端通过所述联轴器与所述涡轮蜗杆运动副的蜗杆连接，通过所述蜗轮蜗杆运动副驱动所述旋转平台。

4.根据权利要求1或2所述的用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置，其特征在于，所述方向测量装置采用电子罗盘方向测量装置。

5.根据权利要求1或2所述的用于钻孔地倾斜测量的钻孔倾斜仪的远程方向调整装置，其特征在于，所述方向调整控制装置包括：

单片机控制器、电机控制器和现场总线模块；其中，

所述单片机控制器与处于远程的所述数据处理终端通信连接；

所述单片机控制器的串口与所述现场总线模块电连接；

所述电机控制器的一端与所述单片机控制器的IO口电连接，所述电机控制器的另一端与所述旋转装置的控制端电连接。