CN205577979U - 矿用随钻测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于煤矿地质勘探孔、瓦斯抽放孔等钻孔轨迹的跟踪监测设备,具体是一种矿用随钻测量系统。为了分析煤层出现的瓦斯抽放盲区,保障矿井安全高效的生产,一种矿用随钻测量系统,包括钻孔轨迹测量探管、轨迹测量数据处理主机和无磁钻具,钻孔轨迹测量探管安装在无磁钻具内,钻孔轨迹测量探管通过串口与轨迹测量数据处理主机连接,轨迹测量数据处理主机通过串口与地面计算机连接。本实用新型主要用于近水平定向钻孔施工过程中的随钻轨迹测,可随钻测量钻孔倾角、方位角、工具面等主要参数,最终测斜数据经计算机软件处理后,显示钻孔空间轨迹,供后续钻孔轨迹设计进行参考,解决抽放孔盲区。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿地质勘探孔、瓦斯抽放孔等钻孔轨迹的跟踪监测设备,具体是一种矿用随钻测量系统。
背景技术
井下瓦斯事故是制约煤矿生产安全的主要原因。因此,国家制订了“先抽后采”的治理的方针,利用瓦斯抽放技术治理煤矿瓦斯。随钻测量系统可测量钻孔的空间坐标参数经计算机软件处理后,显示钻孔空间轨迹,供后续钻孔轨迹设计进行参考, 以发现实际施工的钻孔轨迹与预先设计轨迹的偏差,有效分析煤层出现的瓦斯抽放盲区,保障矿井安全高效的生产。
发明内容
本实用新型为了分析煤层出现的瓦斯抽放盲区,保障矿井安全高效的生产,提供一种矿用随钻测量系统。
本实用新型采取以下技术方案:一种矿用随钻测量系统,包括钻孔轨迹测量探管、轨迹测量数据处理主机和无磁钻具,钻孔轨迹测量探管安装在无磁钻具内,钻孔轨迹测量探管通过串口与轨迹测量数据处理主机连接,轨迹测量数据处理主机通过串口与地面计算机连接。
所述的钻孔轨迹测量探管包括中央处理单元、磁通门传感器、重力加速度传感器、储存单元、时钟电路、通讯单元、电源模块以及电源,电源通过电源模块进行供电,中央处理单元分别与储存单元、通讯单元和时钟电路连接,加速度传感器依次与放大电路、滤波电路、模数转换单元和中央处理单元连接,磁通门传感器依次与放大电路、滤波电路、模数转换单元和中央处理单元连接。
所述的轨迹测量数据处理主机包括中央处理单元、通讯电路单元、LED显示电路、数据储存单元、电源模块及电源,电源通过电源模块进行供电,中央处理单元分别与实时时钟电路、LED显示电路、通讯电路单元和数据储存单元连接。
本实用新型主要用于近水平定向钻孔施工过程中的随钻轨迹测,可随钻测量钻孔倾角、方位角、工具面等主要参数,最终测斜数据经计算机软件处理后,显示钻孔空间轨迹,供后续钻孔轨迹设计进行参考,解决抽放孔盲区。其结构紧凑,性能稳定,体积小,重量轻,外形美观大方,操作使用简洁方便。适用于煤矿井下瓦斯抽放钻孔、放水孔、超前勘探孔等钻孔施工,同时可适用于地面勘探孔,煤层气开采水平分支井等钻孔施工。
附图说明
图1是钻孔轨迹测量探管原理图;
图2是轨迹测量数据处理主机原理图。
具体实施方式
一种矿用随钻测量系统,包括钻孔轨迹测量探管、轨迹测量数据处理主机和无磁钻具,钻孔轨迹测量探管安装在无磁钻具内,钻孔轨迹测量探管通过串口与轨迹测量数据处理主机连接,轨迹测量数据处理主机通过串口与地面计算机连接。
如图1所示,所述的钻孔轨迹测量探管包括中央处理单元、磁通门传感器、重力加速度传感器、储存单元、时钟电路、通讯单元、电源模块以及电源,电源通过电源模块进行供电,中央处理单元分别与储存单元、通讯单元和时钟电路连接,加速度传感器依次与放大电路、滤波电路、模数转换单元和中央处理单元连接,磁通门传感器依次与放大电路、滤波电路、模数转换单元和中央处理单元连接。
加速度传感器所返回的电压数值与探管的空间倾斜度相关,通过运用测量值与倾角的关系,可以计算出到倾角的数值。使用磁通门传感器,利用惠斯通电桥的原理来测量地磁场,通过使用温度补偿、坐标补偿等方法来提高测量精度。磁通门传感器所测得的电压值与测量探管的水平方位角位置相关,通过运用测量值与方位角的关系,可以计算出方位角的数值。数据存储在Flash芯片中,每次上电1分钟后,探管自动开始测量并存储数据,其存储周期为12秒,形成基于时间、倾角、方位角的数据,数据存储容量满足长时间工作的要求。探管带有航空插头,支持RS232通讯方式,能够与数据处理仪或上位机进行连接,用来对其进行操作。
如图2所示,所述的轨迹测量数据处理主机包括中央处理单元、通讯电路单元、LED显示电路、数据储存单元、电源模块及电源,电源通过电源模块进行供电,中央处理单元分别与实时时钟电路、LED显示电路、通讯电路单元和数据储存单元连接。
轨迹测量数据处理主机由工人手持进行操作,与钻孔轨迹测量探管配套使用,一方面用来记录钻孔编号、钻孔编号及其对应的时间,另一方面用于对钻孔轨迹测量探管存储数据进行操作,从所有测量点中根据钻孔编号、钻杆编号获得有效测点。
轨迹测量数据处理主机通过按钮操作,能够记录钻孔编号、钻杆编号及安装每节钻杆所对应的时间,能删除或清空数据。钻进过程中,每安装一节新钻杆,需按下“采集”按钮记录;按下“删除”按钮可取消当前钻杆;若要开新钻孔,按下“新孔”按钮进入下一个钻孔施工,打开新的数据表。
与钻孔轨迹测量探管进行通讯,将钻孔轨迹测量探管存储数据中的有效测点提取出来,用时间作为指针,最终形成基于孔号、钻杆编号、倾角、方位角的数据库;“读取”按键可实现数据处理仪对钻孔轨迹测量探管数据的访问;“清空”按键可彻底清空钻孔轨迹测量探管中存储的数据;同时,轨迹测量数据处理主机能够与上位机进行通讯,将有效测点倒入轨迹绘制软件得到实际钻孔轨迹。
随钻测量系统工作时,为保证测量探管的无磁环境,需将探管安装在无磁钻杆内。钻进过程中,测量探管测量的钻孔轨迹的空间坐标参数以一定的周期存储在 flash芯片中。在此同时测量主机通过按键操作来记录孔号、时间、钻杆编号等信息。完成钻孔后,将探管与主机相连接,主机即可访问探管中的测量点。以时间作为指针,主机可以找到与孔号、钻杆编号相对应的倾角、方位角,形成孔号、倾角、方位角数据表,得到有效测点。通过在地面上使用钻孔轨迹绘制软件,运用坐标变换,可以将有效测点转换为钻孔轨迹,并绘制钻孔的空间轨迹曲线,用于分析和参考。
Claims (3)
1.一种矿用随钻测量系统,其特征在于:包括钻孔轨迹测量探管、轨迹测量数据处理主机和无磁钻具,钻孔轨迹测量探管安装在无磁钻具内,钻孔轨迹测量探管通过串口与轨迹测量数据处理主机连接,轨迹测量数据处理主机通过串口与地面计算机连接。
2.根据权利要求1所述的矿用随钻测量系统,其特征在于:所述的钻孔轨迹测量探管包括中央处理单元、磁通门传感器、重力加速度传感器、储存单元、时钟电路、通讯单元、电源模块以及电源,电源通过电源模块进行供电,中央处理单元分别与储存单元、通讯单元和时钟电路连接,加速度传感器依次与放大电路、滤波电路、模数转换单元和中央处理单元连接,磁通门传感器依次与放大电路、滤波电路、模数转换单元和中央处理单元连接。
3.根据权利要求1或2所述的矿用随钻测量系统,其特征在于:所述的轨迹测量数据处理主机包括中央处理单元、通讯电路单元、LED显示电路、数据储存单元、电源模块及电源,电源通过电源模块进行供电,中央处理单元分别与实时时钟电路、LED显示电路、通讯电路单元和数据储存单元连接。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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