CN204631261U - 随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统，包括钻头/钻杆、检波器、三分量传感器组、第一无线发射模块、第二无线发射模块，无线接收模块、防爆地质侧帮探测仪主机和显示屏；其特点是：检波器用于检测钻头/钻杆传送的振动信号，将振动信号通过第二无线发射模块和无线接收模块发送给防爆地质侧帮探测仪主机；三分量传感器组设置在巷道侧帮，与第一无线发射模块连接；三分量传感器组包括同时检测直达波和反射波的检波器组以及检测发射波的检波器组；三分量传感器组将收到的信号通过第一无线发射模块和无线接收模块发送给防爆地质侧帮探测仪主机；本实用新型可广泛应用于煤矿、隧道施工以及地震探测等领域。
Description
技术领域：
本实用新型涉及探测系统，具体涉及随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统。
背景技术：
自然界地震包括自然地震和人工地震,其中人工地震包括主动地震和被动地震，在地震勘探中，人工震源用来携带有用的地质信息数据；在地震勘探中的地震波是人工激发产生的，即为人工震源，可以分为两类，一类是炸药震源，另一类是非炸药震源。炸药震源激发的地震波具有良好的脉冲特性和能量高的优点,是野外油气勘探激发地震波的主要震源.非炸药震源有落重式震源、气爆震源、电火花震源、可控震源和随钻地震震源等。
在国外，早在1936年,weatherby就提出了将钻头振动作为震源对地下构造进行成像的思路,上世纪80年代以来，随钻地震(SWD，Seismic While Drilling)是逐步发展起来,上世纪九十年代,随钻地震从理论探索逐步向工程应用过渡,形成了一整套技术,并开始对外服务,这些系统目前仍在不断的完善中。它以钻井作业中钻头破岩时产生的振动作为地下震源,通过安装在井架和钻杆顶端的传感器采集由钻杆传送上来的钻头振动信号,并通过地面测线上的检波器排列采集经地层传播上来的钻头信号的直达波和反射波图。可实时预测钻头前方地层构造的细节,异常地层孔隙流体压力,减少钻探风险,确定套管的最佳下放深度,对于提高钻井工程安全与效益具有非常重要的意义。
实用新型内容：
本实用新型所要解决的技术问题是提供随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统。
为了解决上述问题，本实用新型技术方案是，随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统，包括钻头/钻杆、检波器、三分量传感器组、第一无线发射模块、第二无线发射模块，无线接收模块、防爆地质侧帮探测仪主机和显示屏；其特点是：
检波器用于检测钻头/钻杆传送的振动信号，将振动信号通过第二无线发射模块和无线接收模块发送给防爆地质侧帮探测仪主机；
三分量传感器组设置在巷道侧帮，与第一无线发射模块连接；三分量传感器组包括同时检测直达波和反射波的检波器组(A1，A2，……,Am)以及检测发射波的检波器组(Am+1，Am+2，……,An)；三分量传感器组将收到的信号通过第一无线发射模块和无线接收模块发送给防爆地质侧帮探测仪主机；
防爆地质侧帮探测仪主机将收到的信号处理后通过显示屏显示。
根据本实用新型所述的随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统的优选方案，所述防爆地质侧帮探测仪主机包括数据处理模块、USB接口、第二RJ45接口、第一电池和第一本安电源板，数据处理模块包括USB驱动电路，第一处理器、液晶驱动电路、第一网口驱动电路和第一RJ45接口；无线接收模块接收到无线信号后，将信号转换成TCP/IP信号，经过第一RJ45接口和第一网口驱动电路输出到第一处理器,第一处理器将数据转换后通过液晶驱动电路输出到显示屏上显示；USB驱动电路和USB接口用于进行输出拷贝和对无线接收模块进行参数设置；第二RJ45接口用于与远程遥控系统连接通信。
根据本实用新型所述的随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统的优选方案，第一无线发射模块和第二无线发射模块均包括第二数据处 理模块、第二电池、第二本安电源板、无线发送模块和数码二极管模块，第二数据处理模块包括A/D转换模块、第二处理器、数码管驱动电路、第二网口驱动电路和第三RJ45接口；A/D转换模块接收检波器或者三分量传感器组的信号，进行A/D转换，输出到第二处理器；第二处理器将数据转换后通过第二网口驱动电路和第三RJ45接口以及无线发送模块发送给无线接收模块；并且第二处理器将数据转换后还通过数码管驱动电路输出到数码二极管模块上显示；第二电池和第二本安电源板为电路单元供电。
本实用新型所述的随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统的有益效果是：本实用新型不仅能检测钻头/钻杆传送的振动信号，还能检测经地层传播的钻头/钻杆信号的直达波、反射波和发射波图；可实时预测钻头前方地层构造的细节和异常地层孔隙流体压力，减少钻探风险,确定套管的最佳下放深度,对于提高钻井工程安全与效益具有非常重要的意义，可广泛应用于煤矿、隧道施工以及地震探测等领域。
附图说明
图1为本实用新型所述的随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统原理框图。
图2为随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测原理图。
图3为防爆地质侧帮探测仪主机7的原理框图。
图4为第一无线发射模块4和第二无线发射模块5的原理框图。
具体实施方式
参见图1至图3，随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统，包括钻头/钻杆1、检波器2、三分量传感器组3、第一无线发射模块4、第二无线发射模块5，无线接收模块6、防爆地质侧帮探测仪主机7和显示屏8；其特点是：
检波器2用于检测钻头/钻杆1传送的振动信号，将振动信号通过第二无线发射模块5和无线接收模块6发送给防爆地质侧帮探测仪主机7；
三分量传感器组3设置在巷道侧帮，与第一无线发射模块4连接；三分量传感器组3包括同时检测直达波和反射波的检波器组A1，A2，……,Am；以及检测发射波的检波器组Am+1，Am+2，……,An；三分量传感器组3将收到的信号通过第一无线发射模块4和无线接收模块6发送给防爆地质侧帮探测仪主机7；
防爆地质侧帮探测仪主机7将收到的信号处理后通过显示屏8显示。
其中，防爆地质侧帮探测仪主机7包括所述防爆地质侧帮探测仪主机7包括数据处理模块20、USB接口26、第二RJ45接口27、第一电池28和第一本安电源板29，数据处理模块20包括USB驱动电路21，第一处理器23、液晶驱动电路22、第一网口驱动电路25和第一RJ45接口24；无线接收模块6接收到无线信号后，将信号转换成TCP/IP信号，经过第一RJ45接口24和第一网口驱动电路25输出到第一处理器23,第一处理器23将数据转换后通过液晶驱动电路22输出到显示屏8上显示；USB驱动电路21和USB接口26用于进行输出拷贝和对无线接收模块8进行参数设置；第二RJ45接口27用于与远程遥控系统9连接通信；第一电池28和第一本安电源板29为防爆地质侧帮探测仪主机7的各电路单元供电。
第一无线发射模块4和第二无线发射模块5均包括第二数据处理模块30、第二电池36、第二本安电源板34、无线发送模块39和数码二极管模块38，第二数据处理模块30包括A/D转换模块31、第二处理器33、数码管驱动电路32、第二网口驱动电路35和第三RJ45接口37； A/D转换模块31接收检波器2或者三分量传感器组3的信号，进行A/D转换，输出到第二处理器33；第二处理器33将数据转换后通过第二网口驱动电路35和第三RJ45接口37以及无线发送模块39发送给无线接收模块6；并且第二处理器33将数据转换后还通过数码管驱动电路22输出到数码二极管模块38上显示；第二电池36和第二本安电源板34为各电路单元供电。。
本实用新型的工作原理是：检波器2检测钻头/钻杆1传送的振动信号，该振动信号通过第二无线发射模块5和无线接收模块6发送给防爆地质侧帮探测仪主机7；三分量传感器组3检测钻头/钻杆信号的直达波、反射波和发射波，并通过第一无线发射模块4和无线接收模块6发送给防爆地质侧帮探测仪主机7；防爆地质侧帮探测仪主机7将收到的信号进行分析处理通过显示屏8显示。
本实用新型仅限于对硬件结构的保护，上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型的权利要求进行限制，其它的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变及等效置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统，包括钻头/钻杆(1)、检波器(2)、三分量传感器组(3)、第一无线发射模块(4)、第二无线发射模块(5)，无线接收模块(6)、防爆地质侧帮探测仪主机(7)和显示屏(8)；其特征在于：
检波器(2)用于检测钻头/钻杆(1)传送的振动信号，将振动信号通过第二无线发射模块(5)和无线接收模块(6)发送给防爆地质侧帮探测仪主机(7)；
三分量传感器组(3)设置在巷道侧帮，与第一无线发射模块(4)连接；三分量传感器组(3)包括同时检测直达波和反射波的检波器组(A1，A2，……,Am)以及检测发射波的检波器组(Am+1，Am+2，……,An)；三分量传感器组(3)将收到的信号通过第一无线发射模块(4)和无线接收模块(6)发送给防爆地质侧帮探测仪主机(7)；
防爆地质侧帮探测仪主机(7)将收到的信号处理后通过显示屏(8)显示。
2.根据权利要求1所述的随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统，其特征在于：所述防爆地质侧帮探测仪主机(7)包括数据处理模块(20)、USB接口(26)、第二RJ45接口(27)、第一电池(28)和第一本安电源板(29)，数据处理模块(20)包括USB驱动电路(21)，第一处理器(23)、液晶驱动电路(22)、第一网口驱动电路(25)和第一RJ45接口(24)；无线接收模块(6)接收到无线信号后，将信号转换成TCP/IP信号，经过第一RJ45接口(24)和第一网口驱动电路(25)输出到第一处理器(23),第一处理器(23)将数据转换后通过液晶驱动电路(22)输出到显示屏(8)上显示；USB驱动电路(21)和USB接口(26)用于进行输出拷贝和对无线接收模块(8)进行参数设置；第二RJ45接口(27)用于与远程遥控系统(9)连接通信。
3.根据权利要求1或2所述的随钻地震钻头震源侧帮地质构造探测系统，其特征在于：第一无线发射模块(4)和第二无线发射模块(5)均包括第二数据处理模块(30)、第二电池(36)、第二本安电源板(34)、无线发送模块(39)和数码二极管模块(38)，第二数据处理模块(30)包括A/D转换模块(31)、第二处理器(33)、数码管驱动电路(32)、第二网口驱动电路(35)和第三RJ45接口(37)；A/D转换模块(31)接收检波器(2)或者三分量传感器组(3)的信号，进行A/D转换，输出到第二处理器(33)；第二处理器(33)将数据转换后通过第二网口驱动电路(35)和第三RJ45接口(37)以及无线发送模块(39)发送给无线接收模块(6)；并且第二处理器(33)将数据转换后还通过数码管驱动电路(22)输出到数码二极管模块(38)上显示。
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