CN112502624A - 一种矿用本安型钻机开孔定向仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用本安型钻机开孔定向仪，包括固定导向装置和钻杆导向检测装置，固定导向装置中设有固定座和导向套，钻机钻杆前端套设于导向套中，固定座上设有激光标线仪；钻杆导向检测装置中设有激光标线对位刻度板和导向检测筒，钻杆导向检测装置通过激光标线对位刻度板与激光标线仪定位安装，导向检测筒中设有至少三个弹性浮动检测部件，弹性浮动检测部件的前端与钻机钻杆外径活动接触，弹性浮动检测部件的后端设有位移检测装置，位移检测装置用于检测弹性浮动检测部件的位移伸缩变化量，位移检测装置与定向检测控制器相连。本发明能够在开孔时对钻杆进行精密导向和定位检测，钻孔时不会出现较大偏差，钻孔效率高。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘测技术领域，尤其涉及一种矿用本安型钻机开孔定向仪。
背景技术
随着我国煤炭综采技术的推广和应用，为了保障安全高效开采，煤矿井下需要钻探施工大量的瓦斯抽采孔和探放水孔。为保证井下安全以及较高的钻孔成孔率，钻孔施工须按照图纸设计的方位角与倾斜角进行开孔并尽量保证钻孔按照设计的轨迹进行。
但是目前钻孔开孔一般采用查表量边标方位定机位的测试方法，或者直接用罗盘定位。采用查表量变标方位定机位的测量方法在井下实施繁琐，需反复测量，工作效率低并且管理人员难以进行监督管理，容易出现钻孔偏差过大甚至出现废孔情况；而三维罗盘测角在井下测量受地磁影响大，容易出现测量误差，需要反复核实校正，影响施工效率。
现有技术中也有采用激光陀螺仪等进行钻孔轨迹测量的方法，能够在钻孔过程中实时测量并记录倾角、方位角、位置等参数，及时监测修正、防止出现大的钻孔偏差，但这种采用激光陀螺仪进行测量的方法，激光陀螺仪设备成本高、安装调试复杂。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种矿用本安型钻机开孔定向仪，设备整体造价适中，使用方便准确，能够在开孔时对钻杆进行精密导向和定位检测，钻孔时不会出现较大偏差，钻孔效率高，能够有效解决传统开孔定位不准、难操作的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种矿用本安型钻机开孔定向仪，包括固定导向装置和钻杆导向检测装置，所述固定导向装置中设有固定座和导向套，钻机钻杆前端套设于所述导向套中，所述固定座上设有激光标线仪；所述钻杆导向检测装置中设有激光标线对位刻度板和导向检测筒，所述钻杆导向检测装置通过所述激光标线对位刻度板与所述激光标线仪定位安装，所述导向检测筒中设有至少三个弹性浮动检测部件，所述弹性浮动检测部件的前端与钻机钻杆外径活动接触，所述弹性浮动检测部件的后端设有位移检测装置，所述位移检测装置用于检测所述弹性浮动检测部件的位移伸缩变化量，所述位移检测装置与定向检测控制器相连。
进一步的，所述弹性浮动检测部件包括安装底座、导向浮动杆、弹簧和测量头，所述导向浮动杆套设于所述安装底座中，所述测量头安装于所述导向浮动杆的前端，经所述弹簧推动由所述导向浮动杆带动所述测量头与钻机钻杆外径活动接触，所述导向浮动杆的后端设有位移检测杆，所述位移检测装置中设有测量所述位移检测杆移动距离的检测传感器。
进一步的，所述安装底座与导向浮动杆之间设有导向轴承。
进一步的，所述检测传感器包括光栅尺或激光测距仪。
进一步的，所述钻杆导向检测装置设于测量架中，所述测量架两侧设有调节支撑杆，所述调节支撑杆的底部设有可调脚垫。
进一步的，所述固定座设于固定支撑架，所述固定支撑架的前方设有便于钻孔排渣及辅助处理的让位空间。
进一步的，所述定向检测控制器通过连接环固定在钻机钻杆上。
进一步的，所述定向检测控制器中设有控制电路、三轴陀螺仪传感器和三轴加速度计。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过设置固定导向装置和钻杆导向检测装置，能够在开孔时对钻杆进行精密导向和定位检测，钻杆导向检测装置中设置能够实时监测钻杆是否偏离的弹性浮动检测部件，通过监测反馈便于及时指示修正钻杆方向，钻孔时不会出现较大偏差，钻孔效率高，能够有效解决传统开孔定位不准、难操作的问题。
2、本发明钻杆导向检测装置中设置至少三个弹性浮动检测部件，弹性浮动检测部件，弹性浮动检测部件的后端设置位移检测装置，通过位移检测装置能够实时检测弹性浮动检测部件的位移伸缩变化量，通过定向检测控制器计算反馈便于及时指示修正钻杆方向，安装调试方便，定位检测准确可靠。
3、本发明钻杆导向检测装置通过测量架安装于调节支撑杆上，弹性浮动检测部件中的导向浮动杆前端的测量头再与钻机钻杆外径活动接触，与现有技术中将测量传感器直接安装在钻杆上相比，能够有效消除钻杆震动带来的误差，检测更加准确可靠。
4、本发明中的检测传感器采用光栅尺或激光测距仪，测量仪器成本比采用激光陀螺仪等更低，而且控制电路设计更加简洁可靠，操作使用更加方便。
附图说明
图1为本发明矿用本安型钻机开孔定向仪的主视示意图；
图2为本发明矿用本安型钻机开孔定向仪的立体示意图
图3为本发明弹性浮动检测部件的主视示意图；
图4为本发明弹性浮动检测部件的立体示意图；
图5为本发明弹性浮动检测部件的剖视示意图。
附图标记说明：
1、固定导向装置；11、固定座；12、导向套；13、固定支撑架；2、钻杆导向检测装置；21、激光标线对位刻度板；22、导向检测筒；3、激光标线仪；4、弹性浮动检测部件；41、安装底座；42、导向浮动杆；43、弹簧；44、测量头；45、位移检测杆；46、导向轴承；5、位移检测装置；51、检测传感器；6、定向检测控制器；7、测量架；8、调节支撑杆；9、连接环；10、钻机钻杆。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
参见图1-5所示，一种矿用本安型钻机开孔定向仪，包括固定导向装置1和钻杆导向检测装置2，所述固定导向装置1中设有固定座11和导向套12，钻机钻杆10前端套设于所述导向套12中，所述固定座11上设有激光标线仪3；所述钻杆导向检测装置2中设有激光标线对位刻度板21和导向检测筒22，所述钻杆导向检测装置2通过所述激光标线对位刻度板21与所述激光标线仪3定位安装，所述导向检测筒22中设有至少三个弹性浮动检测部件4，所述弹性浮动检测部件4的前端与钻机钻杆10外径活动接触，所述弹性浮动检测部件4的后端设有位移检测装置5，所述位移检测装置5用于检测所述弹性浮动检测部件4的位移伸缩变化量，所述位移检测装置5与定向检测控制器6相连。
所述弹性浮动检测部件4包括安装底座41、导向浮动杆42、弹簧43和测量头44，所述导向浮动杆42套设于所述安装底座41中，所述测量头44安装于所述导向浮动杆42的前端，经所述弹簧43推动由所述导向浮动杆42带动所述测量头44与钻机钻杆10外径活动接触，所述导向浮动杆42的后端设有位移检测杆45，所述位移检测装置5中设有测量所述位移检测杆45移动距离的检测传感器51。所述安装底座41与导向浮动杆42之间设有导向轴承46。所述检测传感器51包括光栅尺或激光测距仪等。
所述钻杆导向检测装置2设于测量架7中，所述测量架7两侧设有调节支撑杆8，所述调节支撑杆8的底部设有可调脚垫。
所述固定座11设于固定支撑架13，所述固定支撑架13的前方设有便于钻孔排渣及辅助处理的让位空间。
所述定向检测控制器6通过连接环9固定在钻机钻杆10上。所述定向检测控制器6中设有控制电路、三轴陀螺仪传感器和三轴加速度计。通过三轴陀螺仪传感器、三轴加速度计和位移检测装置5便于后续扩展提供更加完善的检测功能。
所述激光标线仪3、弹性浮动检测部件4、位移检测装置5和定向检测控制器6的封装结构符合矿用防爆兼本安型安全要求。
本发明使用时，固定导向装置1中的固定座11通过固定支撑架13安装在打孔位置，把钻机钻杆10前端套设于导向套12中，钻杆导向检测装置2也套在钻机钻杆10中，通过所述激光标线对位刻度板21与所述激光标线仪3进行刻度对位，通过调节支撑杆8调节钻杆导向检测装置2的位置，进行初始定位安装；初始定位安装好后即可开启钻机进行钻孔，钻机钻杆10在钻孔过程中个，三个弹性浮动检测部件4中的导向浮动杆42带动测量头44与钻机钻杆10外径活动接触，钻机钻杆10的偏移推动位移检测杆45跟随移动，能够通过位移检测装置5和与定向检测控制器6检测计算出位移距离，能够根据检测计算出位移距离值及时指示修正钻杆方向，确保钻孔时不会出现较大偏差，不易出现废孔，整体钻孔效率高。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种矿用本安型钻机开孔定向仪，其特征在于：包括固定导向装置(1)和钻杆导向检测装置(2)，所述固定导向装置(1)中设有固定座(11)和导向套(12)，钻机钻杆(10)前端套设于所述导向套(12)中，所述固定座(11)上设有激光标线仪(3)；所述钻杆导向检测装置(2)中设有激光标线对位刻度板(21)和导向检测筒(22)，所述钻杆导向检测装置(2)通过所述激光标线对位刻度板(21)与所述激光标线仪(3)定位安装，所述导向检测筒(22)中设有至少三个弹性浮动检测部件(4)，所述弹性浮动检测部件(4)的前端与钻机钻杆(10)外径活动接触，所述弹性浮动检测部件(4)的后端设有位移检测装置(5)，所述位移检测装置(5)用于检测所述弹性浮动检测部件(4)的位移伸缩变化量，所述位移检测装置(5)与定向检测控制器(6)相连。
2.根据权利要求1所述的一种矿用本安型钻机开孔定向仪，其特征在于：所述弹性浮动检测部件(4)包括安装底座(41)、导向浮动杆(42)、弹簧(43)和测量头(44)，所述导向浮动杆(42)套设于所述安装底座(41)中，所述测量头(44)安装于所述导向浮动杆(42)的前端，经所述弹簧(43)推动由所述导向浮动杆(42)带动所述测量头(44)与钻机钻杆(10)外径活动接触，所述导向浮动杆(42)的后端设有位移检测杆(45)，所述位移检测装置(5)中设有测量所述位移检测杆(45)移动距离的检测传感器(51)。
3.根据权利要求2所述的一种矿用本安型钻机开孔定向仪，其特征在于：所述安装底座(41)与导向浮动杆(42)之间设有导向轴承(46)。
4.根据权利要求2所述的一种矿用本安型钻机开孔定向仪，其特征在于：所述检测传感器(51)包括光栅尺或激光测距仪。
5.根据权利要求1所述的一种矿用本安型钻机开孔定向仪，其特征在于：所述钻杆导向检测装置(2)设于测量架(7)中，所述测量架(7)两侧设有调节支撑杆(8)，所述调节支撑杆(8)的底部设有可调脚垫。
6.根据权利要求1所述的一种矿用本安型钻机开孔定向仪，其特征在于：所述固定座(11)设于固定支撑架(13)，所述固定支撑架(13)的前方设有便于钻孔排渣及辅助处理的让位空间。
7.根据权利要求1所述的一种矿用本安型钻机开孔定向仪，其特征在于：所述定向检测控制器(6)通过连接环(9)固定在钻机钻杆(10)上。
8.根据权利要求7所述的一种矿用本安型钻机开孔定向仪，其特征在于：所述定向检测控制器(6)中设有控制电路、三轴陀螺仪传感器和三轴加速度计。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116104482A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-05-12 | 山东联合能源管道输送有限公司 | 原油长输管道长距离定向钻的定位检测系统及检测方法 |
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2020
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