CN201321855Y - 超小直径钻孔测斜仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地质勘探中使用的钻孔测斜仪，尤其是一种超小直径钻孔测斜仪。该测斜仪具有测斜仪基体，测斜仪基体由打捞器段和测斜仪器段构成，测斜仪器段由导头、电池护管、电池、电源插件、密封头、硅胶、机芯、机芯护管、输出插件、封头和捞头构成，机芯具有电源输入接口和信号输出接口，打捞器段由滑管、滑块、卡球、弹簧、压管、压头、加重杆、接头、锁母和挂钩构成，滑管、压头、加重杆和接头依次固定连接，滑管与捞头相配合。本产品能在普通常规钻杆和绳钻钻杆内进行钻孔测斜工作，解决了中深孔裸眼测斜不安全性问题，采用存储器存储孔内测斜信息，地面回放技术，一次测量点多，精度高，抗干扰、衰减和岐变能力强，不易被卡埋。

Description

超小直径钻孔测斜仪

技术领域

本实用新型涉及一种地质勘探中使用的钻孔测斜仪，尤其是一种超小直径钻孔测斜仪。

背景技术

钻孔倾斜是钻探施工中经常遇到的现象，目前我国的矿产资源勘探工作正在朝着深部方向发展，随着钻孔深度的增加极易发生卡钻埋钻事故，钻孔的防斜保直工作难题越来越大。我国地质勘探现用钻孔测斜仪经过50多年的研究、引进和发展已有20多个厂家，生产100多种类型钻孔测斜仪，供市场需求。我国油气勘探所用钻孔测斜仪因为引进美国仪器较多，早已解决裸眼测斜问题。所用钻孔测斜仪均能下入钻杆内孔进行测斜。但在地质勘探固体矿床钻探方面，众多厂家设计研制的钻孔测斜仪外径大都是Φ50mm左右，最小的也只是Φ32mm，耐水压大都设计10MPa，即在1000m以内钻孔中使用。目前我国生产的地勘用的钻孔测斜仪外径都较大，均不能下入我国常规钻探所用的钻杆(50.63.5内外丝钻杆)内进行测斜，有很大的不安全和风险性。

我国在地勘领域内也引进了一些先进测斜仪，如美国库斯特公司生产的单多点照相测斜仪，猫头鹰780型钻孔测斜仪以及瑞典生产的REFLEX多点测斜仪(方位测量采用三轴磁力仪)，通过引进开发，形成我国已有自主产权的钻孔测斜仪。如通过单多点照相测斜仪的引进启发研制了CQ型磁球钻孔测斜仪。通过三轴磁力测斜仪引进，我国众多厂家都能生产磁通门和磁阻式钻孔测斜仪。国土资源大调查后，有些测斜仪生产厂家开始设计耐水压20MPa钻孔测斜仪也就是说考虑2000m钻孔测斜仪耐水压性能，尚未考虑避免在中深孔裸眼测斜的不安全性以及地勘钻探工艺现状。

当遇复杂地层，钻孔倾斜，无法维持正常钻进，影响储量评估。由于钻孔测斜不准效果差，耗费大量的物资生产时间，延长钻进周期，不能保证快速钻探的需求，影响开采工作。特别是西部地区，复杂的地层条件使得钻孔倾斜现象更为严重。由此可见，钻孔测斜是影响西部地区快速高效地质勘探的主要难题之一。目前，我国正在进行西部大开发，广泛大量的开展地质勘探找矿工作，因此，在复杂地质条件下，开展“小直径深孔测斜技术研究”是十分重要和必需的。据国内外调研情况表明，在钻进易造成孔斜的矿区，对通过绳索取心钻杆测斜技术尚需进一步完善，测斜技术方面还存在一些问题需要解决，对通过Φ50钻杆进行测斜的技术尚未解决。现用钻孔测斜仪外径都大，均不能通过现场常规钻探所用钻杆内径，不能用钻杆保护进行钻孔测斜，将面临中深部裸眼钻孔测斜不安全性和风险。为加强矿产资源快速勘查，因此急需提供一种超小直径钻孔测斜仪。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于通过常规钻探所用钻杆内径在中深部裸眼钻孔测斜的超小直径钻孔测斜仪。

本实用新型的超小直径钻孔测斜仪具有测斜仪基体，所述测斜仪基体由打捞器段和测斜仪器段构成，所述测斜仪器段由导头、电池护管、电池、电源插件、密封头、硅胶、机芯、机芯护管、输出插件、封头和捞头构成，所述导头与电池护管一端固定连接，所述电池和电源插件容纳在电池护管中，所述机芯和输出插件容纳在机芯护管中，所述硅胶设置在机芯与机芯护管之间，所述机芯护管一端通过密封头与电池护管另一端同轴向固定连接，所述机芯具有电源输入接口和信号输出接口，所述电源输入接口通过电源插件与电池相联通，所述信号输出接口与输出插件相联通，所述封头一端与机芯护管另一端固定连接，所述封头另一端与捞头固定连接，所述打捞器段由滑管、滑块、卡球、弹簧、压管、压头、加重杆、接头、锁母和挂钩构成，所述滑管、压头、加重杆和接头依次固定连接，所述滑块活动套置在压管中，所述压管套置在滑管中，所述滑块与滑管之间具有间隙，所述卡球位于间隙中，所述滑块一端与滑管相适应，所述弹簧设置在滑块另一端与压头之间，所述接头和挂钩通过锁母固定连接，所述滑管与捞头相配合。

本实用新型中所述测斜仪器段的导头可根据实际使用环境更换为防振器连接结构。所述防振器连接结构为现有地质勘探通常采用的防振器。

本实用新型中所述电池会连续不断地通过电源插件经电源输入接口对机芯供电，用以保证机芯连续的记录信息。在将本实用新型的测斜仪打捞出井口后，就可以通过所述信号输出接口联通的输出插件将机芯记录的信息输出到外部处理仪器中进行分析。

本实用新型中所述机芯由现有的方位传感器、顶角传感器等构成，所述方位传感器选用霍仑维尔公司产的三维磁阻传感器；顶角传感器选用AD公司产的集成二维和三维加速度计；其它电子元件选用微型贴片电子元件，如INTER、AT等公司产品，完全采用小尺寸元器件。

本实用新型的打捞器段中的滑管、滑块、卡球、弹簧和压管，其实构成了与测斜仪器段的捞头相配合的锁定结构，能在需要打捞测斜仪器段时，通过锁定测斜仪器段的捞头而将整个测斜仪器段与打捞器段连为一体，进而能够将本实用新型的测斜仪吊出钻孔。

本实用新型的技术参数如下：

1)外径Φ18mm；

2)钻孔顶角测量范围和精度：0-90°≤±0.5°；

3)钻孔方位角测量范围和精度：0-360°(顶角≤5°)≤5°，(顶角＞5°)≤2°；

4)测量方式：回次钻进下钻过程中送入或投入测斜探管，用钢绳或用打捞器在钻杆内下放及上拉探管进行单、多点测量；

5)记录方式：信息存储读取存储卡用或手提电脑直接读数和作图；

6)最大孔深：2000m；

7)适用温度：-10°至50℃。

本实用新型的测斜仪在非磁性矿区中可以通过常规钻进用的Φ50、Φ63.5内外丝钻杆和绳索取心钻杆的小直径钻孔测斜仪(外径Φ18mm)及配套测试工艺技术方法，采用小直径存储器存储孔内测斜信息，回次钻进下钻过程中送入或投入测斜探管，用钢绳或用打捞器在钻杆内下放及上拉探管进行单、多点测量，然后地面回放技术，解决2000米内深孔裸眼测斜中的安全和高效问题。研制的仪器具有操作简单、一次测量点多、精度高、省时省力、抗干扰、衰减和畸变能力强、不易被卡埋、不需要昂贵、笨重绞车和电缆，大幅度提高深孔的测斜安全、效率和质量。

本实用新型的设计思路是：紧密地结合了当前地质勘探工作的形势，对提高钻探施工效率，降低成本，加快矿产资源的勘探速度，促进钻孔测斜技术的进步，具有重大的现实意义。本项目研究的小直径深孔测斜仪，研究在非磁性矿区中可以通过常规钻进用的Φ50、Φ63.5内外丝钻杆和绳索取心钻杆的小直径钻孔测斜仪(外径Φ18mm)及配套测试工艺技术方法，采用小直径存储器存储孔内测斜信息，回次钻进下钻过程中送入或投入测斜探管，用钢绳或用打捞器在钻杆内下放及上拉探管进行单、多点测量，然后地面回放技术，解决2000米内深孔裸眼测斜中的安全和高效问题。研制的仪器具有操作简单、一次测量点多、精度高、省时省力、抗干扰、衰减和畸变能力强、不易被卡埋、不需要昂贵、笨重绞车和电缆，大幅度提高深孔的测斜安全、效率和质量，具有创新性。研制的小直径钻孔测斜仪(外径Φ18mm)及配套测试工艺技术方法，结构设计方案合理。本项目开展的小直径深孔测斜技术研究，将形成一套较为完整的快速高效测斜技术，具有良好的应用前景。

与前述现有同类产品相比，本实用新型的测斜仪能在普通常规钻杆和绳钻钻杆内进行钻孔测斜工作，解决了中深孔裸眼测斜不安全性问题；简化测斜工艺下钻时间可测斜，不需专门测斜，大幅度提高测斜效率和质量；采用超小直径存储器存储孔内测斜信息，然后地面回放技术，一次测量点多，精度高，省时省力，抗干扰，衰减和岐变能力强，不易被卡埋，可以不用昂贵、笨重的绞车和电缆，能达到快速测斜的目的。

本实用新型的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本实用新型的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。

附图说明

图1是实施例中测斜仪的测斜仪器段结构示意图。

图2是实施例中测斜仪的打捞器段结构示意图。

具体实施方式

如图1～2所示，本实施例中所述超小直径钻孔测斜仪具有测斜仪基体，所述测斜仪基体由打捞器段1和测斜仪器段2构成，所述测斜仪器段2由导头3、电池护管4、电池5、电源插件6、密封头7、硅胶8、机芯9、机芯护管10、输出插件11、封头12和捞头13构成，所述导头3与电池护管4一端固定连接，所述电池5和电源插件6容纳在电池护管4中，所述机芯9和输出插件11容纳在机芯护管10中，所述硅胶8设置在机芯9与机芯护管10之间，所述机芯护管10一端通过密封头7与电池护管4另一端同轴向固定连接，所述机芯9具有电源输入接口14和信号输出接口15，所述电源输入接口14通过电源插件6与电池5相联通，所述信号输出接口15与输出插件11相联通，所述封头12一端与机芯护管10另一端固定连接，所述封头12另一端与捞头13固定连接，所述打捞器段1由滑管16、滑块17、卡球18、弹簧19、压管20、压头21、加重杆22、接头23、锁母24和挂钩25构成，所述滑管16、压头21、加重杆22和接头23依次固定连接，所述滑块17活动套置在压管20中，所述压管20套置在滑管16中，所述滑块17与滑管16之间具有间隙26，所述卡球18位于间隙26中，所述滑块17一端与滑管16相适应，所述弹簧19设置在滑块17另一端与压头21之间，所述接头23和挂钩25通过锁母24固定连接，所述滑管16与捞头13相配合。

Claims (1)

1、一种超小直径钻孔测斜仪，具有测斜仪基体，其特征是所述测斜仪基体由打捞器段和测斜仪器段构成，所述测斜仪器段由导头、电池护管、电池、电源插件、密封头、硅胶、机芯、机芯护管、输出插件、封头和捞头构成，所述导头与电池护管一端固定连接，所述电池和电源插件容纳在电池护管中，所述机芯和输出插件容纳在机芯护管中，所述硅胶设置在机芯与机芯护管之间，所述机芯护管一端通过密封头与电池护管另一端同轴向固定连接，所述机芯具有电源输入接口和信号输出接口，所述电源输入接口通过电源插件与电池相联通，所述信号输出接口与输出插件相联通，所述封头一端与机芯护管另一端固定连接，所述封头另一端与捞头固定连接，所述打捞器段由滑管、滑块、卡球、弹簧、压管、压头、加重杆、接头、锁母和挂钩构成，所述滑管、压头、加重杆和接头依次固定连接，所述滑块活动套置在压管中，所述压管套置在滑管中，所述滑块与滑管之间具有间隙，所述卡球位于间隙中，所述滑块一端与滑管相适应，所述弹簧设置在滑块另一端与压头之间，所述接头和挂钩通过锁母固定连接，所述滑管与捞头相配合。

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