CN107642354A - 钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，包括以下步骤：步骤一、在钻杆退出钻孔后，将钻孔的孔口密封并在孔口留有可开启、关闭的气体出入管；步骤二、开启气体出入管，从气体出入管向钻孔内注入定量体积V的特征气体，关闭气体出入管；步骤三、在特征气体与钻孔内空气混合均匀后，开启气体出入管，自气体出入管抽出钻孔内的混合气体，确定混合气体中特征气体的浓度C；步骤四、计算钻孔的长度L，L＝V/(C×π×r²)，其中，π为圆周率，r为钻孔的半径。本发明的有益效果：在钻杆退出钻孔后可以对钻孔的长度进行快速、准确测量，以核准钻孔的长度是否满足施工要求，且在测量过程中可避免钻孔坍塌。

Description

钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法

技术领域

本发明涉及钻孔测量技术领域，特别是涉及一种钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法。

背景技术

钻孔作业广泛应用于工程施工，比如煤矿井下的瓦斯抽放钻孔施工、掘进过程打钻放炮施工等。隧道工程以及岩土工程施工过程中也需要进行大量的钻孔作业。在施工过程中，钻孔的长度可以通过钻杆的长度来确定。但是，钻孔施作业人员可能虚报钻孔的长度，或者在钻孔施作业之后钻孔内发生坍塌造成钻孔实际长度发生变化。钻孔的实际长度发生变化会影响工程施工质量，甚至会引发安全事故。比如，煤层瓦斯抽放钻孔施作业过程，需要大量钻孔来抽放瓦斯消除煤层的煤与瓦斯突出，如果钻孔施作业没有到位，就可能存在突出危险，引发安全事故，造成人员伤亡。因此需要在钻杆退出钻孔后对钻孔的长度进行测量，以确定钻孔的实际长度。由于钻杆钻头作用、方位角不同、煤岩层的不均一性等原因，长距离钻孔一般存在一定的弯曲度，甚至在钻孔作业完成后，钻孔的局部会发生坍塌。

目前，采用光学和声学等方法均不能够准确测量上述钻孔的长度。已有在钻杆未退出钻孔前对钻孔进行长度测量的装置，这种装置是通过敲击钻杆来测量钻杆长度的方法来进行钻孔长度的测量。通过敲击钻杆来测量钻杆长度的方法有画蛇添足之嫌，因为只需要测量钻杆的长度就可以确定钻孔的长度。除此之外，在钻孔作业后，某些钻孔也不能或不适合再将钻杆等杆件伸入钻孔内进行测量，比如通过钻杆测量会造成钻孔坍塌。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，解决目前无法在钻杆退出钻孔后对钻孔长度进行测量的技术问题。

本发明提供一种钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、在钻杆退出钻孔后，将钻孔的孔口密封并在孔口留有可开启、关闭的气体出入管；

步骤二、开启气体出入管，从气体出入管向钻孔内注入定量体积V的特征气体，关闭气体出入管；

步骤三、在特征气体与钻孔内空气混合均匀后，开启气体出入管，自气体出入管抽出钻孔内的混合气体，确定混合气体中特征气体的浓度C；

步骤四、计算钻孔的长度L，L＝V/(C×π×r²)，其中，π为圆周率，r为钻孔的半径。

进一步的，步骤一中，橡胶塞中设置有气体出入管，在橡胶塞上套设气囊，将橡胶塞及气囊塞入孔口，对气囊充气，气囊膨胀以将钻孔的孔口密封。

进一步的，气囊经导管连接压力气瓶，导管上设置有压力表和减压阀。

进一步的，在气囊的外表面设置有若干道圈环形凸起。

进一步的，在气囊上涂敷密封硅胶，气囊膨胀后气囊经密封硅胶接触孔口内壁。

进一步的，所述特征气体为六氟化硫气体。

进一步的，步骤二中，采用体积流量计向钻孔内注入定量体积V的特征气体。

进一步的，步骤三中，采用便携式特征气体浓度仪确定混合气体中特征气体的浓度C。

进一步的，便携式特征气体浓度仪信号连接有微处理器，微处理器信号连接有显示屏，微处理器按照步骤四中的公式L＝V/(C×π×r²)，计算出钻孔的长度L并在显示屏上显示。

与现有技术相比，本发明的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法及具有以下特点和优点：

本发明的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，在钻杆退出钻孔后可以对钻孔的长度进行快速、准确测量，以核准钻孔的长度是否满足施工要求，且在测量过程中可避免钻孔坍塌，适合各种类型钻孔的测量，特别适合煤层瓦斯抽放钻孔长度的测量。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明实施例应用钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法进行施工的施工示意图；

其中，1、钻孔，2、橡胶塞，3、气囊，4、密封硅胶，5、气体出入管，6、特征气体释放装置，7、阀门，8、压力气瓶，9、减压阀，10、压力表，11、便携式特征气体浓度仪，12、微处理器，13、煤层或岩层，14、导管。

具体实施方式

如图1所示，在煤层或岩层13钻头处钻孔1之后，在钻杆退出钻孔后，通过本实施例的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法对钻孔1的长度进行快速、准确测量，以核准钻孔1的长度是否满足施工要求。

本实施例的一种钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、在钻杆退出钻孔1后，将钻孔1的孔口密封并在孔口留有可开启、关闭的气体出入管5。具体的，在橡胶塞2中设置有气体出入管5，在橡胶塞2上套设气囊3，橡胶塞2的长度一般在15至30cm左右，气囊3的长度与橡胶塞2的长度一致。气囊3经导管14连接压力气瓶8，导管14上设置有压力表10、减压阀9和阀门7。将橡胶塞2及气囊3塞入孔口。开启导管14上的阀门7，压力表10和减压阀9控制压力气瓶8经导管14对气囊3充气，气囊3膨胀以将钻孔1的孔口密封。在此基础上，在气囊3的外表面设置有若干道圈环形凸起，以增强气囊3的摩擦力，以使气囊3紧密地贴合在钻孔1孔口内壁。进一步的，在气囊3上涂敷密封硅胶4，在气囊3充气膨胀后气囊3经密封硅胶4接触孔口内壁，以增强气囊3和孔口间的密封性。

步骤二、特征气体释放装置6连接气体出入管5，特征气体释放装置6包括特征气体储气瓶和体积流量计，开启气体出入管5上靠近特征气体释放装置6的阀门7，特征气体释放装置6中的特征气体从气体出入管5向钻孔1内注入定量体积V的特征气体，关闭气体出入管5上靠近特征气体释放装置6的阀门7。本实施例的特征气体优选六氟化硫气体，检测灵敏度高。

步骤三、在特征气体与钻孔内空气混合均匀后，开启气体出入管，自气体出入管抽出钻孔内的混合气体，确定混合气体中特征气体的浓度C。本实施例中采用便携式特征气体浓度仪11确定混合气体中特征气体的浓度C。便携式特征气体浓度仪11信号连接有微处理器12，微处理器12信号连接有显示屏。

步骤四、计算钻孔1的长度L，L＝V/(C×π×r²)，其中，π为圆周率，r为钻孔1的半径，具体可以通过微处理器12按照公式L＝V/(C×π×r²)，计算出钻孔1的长度L并在显示屏上显示，以在施工现场测量钻孔1的长度，效率较高。

步骤五、在钻孔1的长度测量完成后，将气囊3泄压，对下一个钻孔1进行长度测量。

本实施例的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，在钻杆退出钻孔1后可以对钻孔1的长度进行快速、准确测量，以核准钻孔1的长度是否满足施工要求，保证工程的施工质量和安全。在测量过程中可避免钻孔1坍塌，适合各种类型钻孔1的测量，特别适合煤层瓦斯抽放钻孔长度的测量。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在钻杆退出钻孔后，将钻孔的孔口密封并在孔口留有可开启、关闭的气体出入管；

步骤二、开启气体出入管，从气体出入管向钻孔内注入定量体积V的特征气体，关闭气体出入管；

步骤三、在特征气体与钻孔内空气混合均匀后，开启气体出入管，自气体出入管抽出钻孔内的混合气体，确定混合气体中特征气体的浓度C；

步骤四、计算钻孔的长度L，L＝V/(C×π×r²)，其中，π为圆周率，r为钻孔的半径。

2.根据权利要求1所述的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，其特征在于：步骤一中，橡胶塞中设置有气体出入管，在橡胶塞上套设气囊，将橡胶塞及气囊塞入孔口，对气囊充气，气囊膨胀以将钻孔的孔口密封。

3.根据权利要求2所述的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，其特征在于：气囊经导管连接压力气瓶，导管上设置有压力表和减压阀。

4.根据权利要求2所述的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，其特征在于：在气囊的外表面设置有若干道圈环形凸起。

5.根据权利要求2所述的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，其特征在于：在气囊上涂敷密封硅胶，气囊膨胀后气囊经密封硅胶接触孔口内壁。

6.根据权利要求1所述的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，其特征在于：所述特征气体为六氟化硫气体。

7.根据权利要求1所述的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，其特征在于：步骤二中，采用体积流量计向钻孔内注入定量体积V的特征气体。

8.根据权利要求1所述的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，其特征在于：步骤三中，采用便携式特征气体浓度仪确定混合气体中特征气体的浓度C。

9.根据权利要求8所述的钻杆退出钻孔后对钻孔长度的测量方法，其特征在于：便携式特征气体浓度仪信号连接有微处理器，微处理器信号连接有显示屏，微处理器按照步骤四中的公式L＝V/(C×π×r²)，计算出钻孔的长度L并在显示屏上显示。