CN202500550U - 一种煤矿用电子多点测斜仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿用电子多点测斜仪，包括测量探管与同步器、无磁钻铤，测量探管与无磁钻铤分开设置且两者之间具有空隙，测量探管与同步器通信连接。本实用新型的测量探管取消了钻铤式设计，设计成独立的仪器，测量探管与无磁钻铤分开，使用时把测量探管安装到无磁钻铤内部，使测量探管与无磁钻铤中间有间隙，钻井液可以从测量探管与无磁钻铤中间的间隙流过，这样就可以在打钻时使用测量探管实时测量轨迹数据。

Description

一种煤矿用电子多点测斜仪

技术领域

本实用新型涉及煤矿用测斜仪，尤其涉及一种电子多点测斜仪。

背景技术

目前, 井下地质前探钻是井下采掘地段探明各种局部地质变化常用的技术手段，广泛应用于井下探煤层、探构造、探放水。用于煤岩层赋存状况变化、施工工艺等原因，导致施工的井下地质前钻探孔总是要偏离设计轨迹，特别是钻孔倾角为0～25°俯角及上仰角时，垂直方向偏离更加严重。这样地地质前钻探孔取得的数据与实际情况不相符，地质资料的分析相当困难，容易出现地质前钻探孔的数量越多，越难分析煤层及构造的赋存状态的怪现象。

在煤矿开采过程中，由于煤层中含有大量的瓦斯气体，需要先排出煤层中的瓦斯气体，降低瓦斯气体在巷道内空气中的含量，来保证巷道内采煤工作人员的安全。要排出瓦斯气体，国内外的做法是在巷道内，沿水平方向打瓦斯抽放孔，通过瓦斯抽放孔来排出瓦斯气体。沿水平方向打瓦斯抽放孔，需要用测斜仪测量钻进方向的数据，用数据指导，才能防止钻孔轨迹偏离设计，打出水平方向的钻孔。为了确定井下地质前钻探孔的偏斜轨迹，提高地质前钻探资料的准确性；　确保地质勘探孔、瓦斯抽放孔、探放水孔、注浆加固孔等钻孔轨迹符合设计轨迹，测斜仪被广泛应用于煤矿井下水平钻孔或定向钻孔进行测斜。

目前国内煤矿井下水平钻孔或定向钻孔的测斜和地质勘探技术领域使用的电子多点测斜仪主要由测量探管、同步机组成。测量探管被设计成钻铤式结构，钻铤式结构的测量探管由于是实心的，钻井液不能从钻铤式结构的测量探管中间通过，所以钻铤式结构的测量探管不能在打钻过程中使用。测量轨迹数据时，要先把钻头卸掉，然后把钻铤式测量探管接上，再把仪器用钻机送到钻孔测量数据，造成使用的不方便；由于测量数据时没有安装钻头，所以只能在钻孔结束后再测量钻孔轨迹，这就需要多下一趟钻，造成生产成本的增加；钻孔完成后，钻头和钻杆退出了钻孔，钻孔内没有支持，可能出现钻孔坍塌，会出现测量的钻孔轨迹不是实际的钻孔轨迹，只是其中一段的钻孔轨迹，其它段的轨迹由于钻孔坍塌不能测量出来。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种煤矿用电子多点测斜仪，能够测量完整、真实的钻孔轨迹，使用方便。

本实用新型采用下述技术方案：一种煤矿用电子多点测斜仪，包括测量探管与同步器、无磁钻铤，测量探管与无磁钻铤分开设置且两者之间具有空隙，测量探管与同步器通信连接。

所述的测量探管包括第一中央控制单元、数据采集电路、数据存储电路、第一通讯电路以及第一电源电路，数据采集电路通过信号处理电路连接第一中央控制单元的信号输入端，第一中央控制单元与数据存储电路连接，第一中央控制单元的通信端连接第一通讯电路。

所述的同步器包括第二中央控制单元、第二数据存储电路、七键交互按钮以及第二通讯电路、第二电源电路，第二中央控制单元连接第二数据存储电路，七键交互按钮的信号输出端连接第二中央控制单元的信号输入端连接，第二中央控制单元的通信端通过第二通讯电路和第一通讯电路与第一中央控制单元通信。

所述的数据采集电路包括三个用于采集测量探管不同方向上加速度的加速度传感器和三个用于采集大地磁场信号的磁场传感器。

所述的测量探管还包括有用来采集钻孔内的环境温度的温度采集电路，温度采集电路的信号输出端与第一中央控制单元的信号输入端连接。

所述的第一电源电路和第二电源电路均包括电池、安全控制电路、电源输出电路，电池通过安全控制电路连接电源输出电路的输入端，电源输出电路输出电源为各个电路供电。

所述的电池为可充电电池。

本实用新型的测量探管取消了钻铤式设计，设计成独立的仪器，测量探管与无磁钻铤分开，使用时把测量探管安装到无磁钻铤内部，使测量探管与无磁钻铤中间有间隙，钻井液可以从测量探管与无磁钻铤中间的间隙流过，这样就可以在打钻时使用测量探管实时测量轨迹数据。测量探管随着钻头的钻进来实时测量轨迹数据，也可以在钻孔完成后起钻的过程中测量钻孔轨迹数据，不用等到钻孔结束，卸掉钻头，接上钻铤式测量探管后再下钻测数据。钻孔完钻后，取出测量探管，再与同步器记录的数据进行合成，生成钻孔的轨迹。本实用新型既能测量完整、真实的钻孔轨迹，又能防止因钻孔坍塌而不能测量出完整的钻孔轨迹，使用方便，能够节约生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型测量探管的原理框图；

图3为本实用新型同步器的原理框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种煤矿用电子多点测斜仪，包括测量探管与同步器、无磁钻铤，测量探管与无磁钻铤分开设置且两者之间具有空隙，测量探管与同步器通信连接。如图2所示，测量探管包括第一中央控制单元、数据采集电路、第一数据存储电路、第一通讯电路以及第一电源电路，数据采集电路通过信号处理电路（完成信号的放大滤波与A/D转换）连接第一中央控制单元的信号输入端，第一中央控制单元与第一数据存储电路连接，第一中央控制单元的通信端连接第一通讯电路；所述的数据采集电路包括三个用于采集测量探管不同方向上加速度的加速度传感器和三个用于采集大地磁场信号的磁场传感器；所述的测量探管还包括有用来采集钻孔内的环境温度的温度采集电路，温度采集电路的信号输出端与第一中央控制单元的信号输入端连接。其中第一电源电路包括电池、安全控制电路、电源输出电路，安全控制电路是为了防止电路在使用时出现故障引起电池的安全问题而采取的安全措施，具体是：当电路出现故障，电流增大，安全控制电路能够判断出电路的电流大小超出安全控制电路设定的值时，安全控制电路将自动切断电源，把电池与电路隔离开，直到电路故障排除，防止出现电池爆炸等安全事故，为成熟的现有技术。电池通过安全控制电路连接电源输出电路的输入端，电源输出电路将电池提供的电压信号转换成各种电压信号为各个电路供电，电池可采用可充电电池。第一中央控制单元采用单片机或可编程控制器，其它各个电路均为成熟的现有技术。

如图3所示，所述的同步器包括第二中央控制单元、第二数据存储电路、七键交互按钮以及第二通讯电路、第二电源电路，第二中央控制单元连接第二数据存储电路，七键交互按钮的信号输出端连接第二中央控制单元的信号输入端连接，第二中央控制单元的通信端通过第二通讯电路和第一通讯电路与第一中央控制单元通信。第二电源电路与第一电源电路结构原理相同。第二中央控制单元采用单片机或可编程控制器，其它各个电路均为成熟的现有技术。

如图1、图2、图3所示，使用时将测量探管安装到无磁钻铤内部，使测量探管与无磁钻铤中间有间隙，钻井液可以从测量探管与无磁钻铤中间的间隙流过，这样就可以在打钻时使用测量探管实时测量轨迹数据。第一中央控制单元将采集到的加速度信号、磁场信号以及温度信号进行计算，然后存储在第一数据存储电路中。第二中央控制单元接收七键交互按钮的指令，第二中央控制单元通过第二通讯电路分别接收测量探管的数据和向测量探管发送指令。本实用新型的测量探管随着钻头的钻进来实时测量轨迹数据，也可以在钻孔完成后起钻的过程中测量钻孔轨迹数据，不用等到钻孔结束，卸掉钻头，接上钻铤式测量探管后再下钻测数据。钻孔完钻后，取出测量探管，同步器与测量探管通讯，读取测量探管的存储的数据，再与同步器记录的数据进行合成，生成钻孔的轨迹。

Claims (7)

1.一种煤矿用电子多点测斜仪，其特征在于：包括测量探管与同步器、无磁钻铤，测量探管与无磁钻铤分开设置且两者之间具有空隙，测量探管与同步器通信连接。

2.根据权利要求1所述的煤矿用电子多点测斜仪，其特征在于：所述的测量探管包括第一中央控制单元、数据采集电路、数据存储电路、第一通讯电路以及第一电源电路，数据采集电路通过信号处理电路连接第一中央控制单元的信号输入端，第一中央控制单元与数据存储电路连接，第一中央控制单元的通信端连接第一通讯电路。

3.根据权利要求2所述的煤矿用电子多点测斜仪，其特征在于：所述的同步器包括第二中央控制单元、第二数据存储电路、七键交互按钮以及第二通讯电路、第二电源电路，第二中央控制单元连接第二数据存储电路，七键交互按钮的信号输出端连接第二中央控制单元的信号输入端连接，第二中央控制单元的通信端通过第二通讯电路和第一通讯电路与第一中央控制单元通信。

4.根据权利要求2或3所述的煤矿用电子多点测斜仪，其特征在于：所述的数据采集电路包括三个用于采集测量探管不同方向上加速度的加速度传感器和三个用于采集大地磁场信号的磁场传感器。

5.根据权利要求4所述的煤矿用电子多点测斜仪，其特征在于：所述的测量探管还包括有用来采集钻孔内的环境温度的温度采集电路，温度采集电路的信号输出端与第一中央控制单元的信号输入端连接。

6.根据权利要求5所述的煤矿用电子多点测斜仪，其特征在于：所述的第一电源电路和第二电源电路均包括电池、安全控制电路、电源输出电路，电池通过安全控制电路连接电源输出电路的输入端，电源输出电路输出电源为各个电路供电。

7.根据权利要求6所述的煤矿用电子多点测斜仪，其特征在于：所述的电池为可充电电池。

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