CN214836315U - 一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，包括固定在钻杆上的圆筒，圆筒内部固定有测量机构，测量机构包括第一块体，第一块体固定在圆筒内部，第一块体的左侧与第一杆体的上端铰接，第一块体的右侧与第二杆体的上端铰接，第一杆体和第二杆体的下端均穿过圆筒上开设的槽缝，第二块体固定在第一块体上，并位于第一杆体和第二杆体之间。第二块体左侧通过第一弹簧与第一杆体侧壁连接。第二块体右侧通过第二弹簧与第二杆体侧壁连接；第一杆体和第二杆体的下端均设有定位仪。本实用新型在钻孔的同时对孔的斜度进行测量，保证测量结果的准确性，同时还利用微处理器对测量数据进行处理，计算出钻孔斜度。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿勘测用具技术领域，特别涉及一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置。
背景技术
近水平长钻孔系统一般采用水平定向钻机进行钻探，水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施，广泛应用于供水、电力、天然气、煤气、石油等管道铺设施工种。水平定向钻进技术是将石油工业的定向钻进技术和传统的管线施工方法结合在一起的一项施工新技术，它具有施工速度快、施工精度高、成本低等优点，水平定向钻中对钻孔参数的测量是十分重要的，目前常用的测斜装置一般是在钻孔完成后，利用探管输送到指定位置进行测量，测量结束后继续施钻，操作复杂，费时费力，同时很难保证从测量结果的准确性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，在钻孔的同时对孔的斜度进行测量，保证测量结果的准确性，同时还利用微处理器对测量数据进行处理，计算出钻孔斜度。
本实用新型的技术方案是：
一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，包括固定在煤矿井下钻探设备钻杆上的圆筒，圆筒内部固定有用于测量钻孔斜度的测量机构，所述测量机构包括：
第一块体，固定在所述圆筒内部；
第一杆体，上端铰接在第一块体左侧，下端穿过所述圆筒左侧开设的槽缝与孔洞左侧壁接触；
第二杆体，上端铰接在第一块体右侧，下端穿过所述圆筒右侧开设的槽缝与孔洞右侧壁接触；
第二块体，固定在所述第一块体上，并且位于所述第一杆体和所述第二杆体之间；所述第二块体的左侧通过第一弹簧与第一杆体侧壁连接；所述第二块体的右侧通过第二弹簧与第二杆体侧壁连接；
定位仪，固定在所述第一杆体和所述第二杆体的下端；
微处理器，与所述定位仪连接。
上述第二块体为三角形结构，三角形的一个角与所述第一块体固定连接，三角形的下边水平放置，三角形的左侧斜面通过第一弹簧与所述第一杆体的侧壁连接，三角形的右侧斜面通过第二弹簧与所述第二杆体的侧壁连接。
上述第一杆体和所述第二杆体的下端均铰接有一滑轮，第一杆体下端铰接的滑轮穿过所述圆筒左侧开设的槽缝与孔洞左侧壁接触，第二杆体下端铰接的滑轮穿过所述圆筒右侧开设的槽缝与孔洞右侧壁接触。
上述第一弹簧处于最大压缩状态时，第一杆体下端铰接的滑轮进入到所述圆筒内部；所述第二弹簧处于最大压缩状态时，第二杆体下端铰接的滑轮进入到所述圆筒内部。
上述滑轮的周向固定有多个压力传感器。
上述测量机构的数量为两个，两个测量机构的上下对称固定在所述圆筒内部。
上述两个测量机构的定位仪均与同一个微处理器连接。
上述微处理器与数据接收模块和数据计算模块连接；
所述数据接收模块用于接收所述定位仪监测到的钻孔的位置数据；
所述数据计算模块用于根据所述定位仪监测的位置数据计算出孔洞左侧壁与孔洞右侧壁之间的距离，以及孔洞左侧壁和孔洞右侧壁相对水平面的距离，并对多次测量的距离数据进行处理计算出钻孔的斜度。
上述显示模块通过连接线与所述微处理器连接。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型提供一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，在钻孔的过程中对孔的斜度进行测量，同时利用微处理器对测量数据进行处理，计算出钻孔斜度，保证测量结果的准确性。
2、本实用新型提供一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，在钻孔的过程中该测斜装置的圆筒随钻杆同步下降，同时第一杆体和第二杆体分别与矿井的左右侧壁接触，由于第一弹簧和第二弹簧的作用，使得无论钻孔直径大小，第一杆体和第二杆体始终能与矿井的左右侧壁接触。当第一杆体和第二杆体与矿井的侧壁接触时，其端部固定的滑轮和固定在滑轮上的压力传感器会与矿井的左右侧壁接触，反馈压力信号，当压力信号传给微处理器后，微处理器控制开启定位仪，定位仪将测量的位置数据发送给微处理器，微处理器根据该位置数据计算出孔洞左侧壁与孔洞右侧壁之间的距离，以及孔洞左侧壁和孔洞右侧壁相对水平面的距离，并对多次测量的距离数据进行处理计算出钻孔的斜度。
3、本实用新型提供一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，测量机构的数量为两个，对两个测量机构的数据进行处理，进一步保证测量数据的准确性。
附图说明
图1为本实用新型第一弹簧与第二弹簧处于压缩状态时整体结构示意图；
图2为本实用新型第一弹簧与第二弹簧处于伸长状态时整体结构示意图；
图3为本实用新型的控制原理框图。
附图标记说明：
1、圆筒；2、第一块体；3、第一杆体；4、槽缝；5、第二杆体；6、第二块体；7、第一弹簧；8、第二弹簧；9、压力传感器；10、定位仪；12、微处理器；13、滑轮。
具体实施方式
下面结合附图1和附图3，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1：
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，包括固定在煤矿井下钻探设备钻杆上的圆筒1，圆筒1内部固定有用于测量钻孔斜度的测量机构，所述测量机构包括固定在圆筒1内部的第一块体2，第一块体2的左侧与第一杆体3的上端铰接，第一杆体3的下端穿过所述圆筒1左侧开设的槽缝4与孔洞左侧壁接触；第一块体2的右侧与第二杆体5的上端铰接，第二杆体5的下端穿过所述圆筒1右侧开设的槽缝4与孔洞右侧壁接触；第一块体2与第二块体6固定连接，并且第二块体6位于第一杆体3和第二杆体5之间，第二块体6的左侧通过第一弹簧7与第一杆体3侧壁连接，第二块体6的右侧通过第二弹簧8与第二杆体5侧壁连接；第一杆体3和所述第二杆体5的下端均固定有一定位仪10，定位仪10与微处理器12连接。
本实用新型提供一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，在钻孔的过程中该测斜装置的圆筒1随钻杆同步下降，同时第一杆体3和第二杆体5分别与矿井的左右侧壁接触，由于第一弹簧7和第二弹簧8的作用，使得无论钻孔直径大小，第一杆体3和第二杆体5始终能与矿井的左右侧壁接触。当第一杆体3和第二杆体5与矿井的侧壁接触时，其端部固定的滑轮13和固定在滑轮13上的压力传感器9会与矿井的左右侧壁接触，反馈压力信号，当压力信号传给微处理器12后，微处理器12控制开启定位仪10，定位仪10将测量的位置数据发送给微处理器12，微处理器12根据该位置数据计算出孔洞左侧壁与孔洞右侧壁之间的距离，以及孔洞左侧壁和孔洞右侧壁相对水平面的距离，并对多次测量的距离数据进行处理计算出钻孔的斜度。
进一步地，所述第二块体6为三角形结构，三角形的一个角与所述第一块体2固定连接，三角形的下边水平放置，三角形的左侧斜面通过第一弹簧7与所述第一杆体3的侧壁连接，三角形的右侧斜面通过第二弹簧8与所述第二杆体5的侧壁连接。
进一步地，所述第一杆体3和所述第二杆体5的下端均铰接有一滑轮13，第一杆体3下端铰接的滑轮穿过所述圆筒1左侧开设的槽缝4与孔洞左侧壁接触，第二杆体5下端铰接的滑轮穿过所述圆筒1右侧开设的槽缝4与孔洞右侧壁接触。
本实用新型中第二块体6为三角形结构，使得第一杆体3和第二杆体5处理倾斜状态，便于使第一杆体3的下端与孔洞左侧壁接触，使得第二杆体5的下端与孔洞右侧壁接触。
进一步地，所述第一弹簧7处于最大压缩状态时，第一杆体3下端铰接的滑轮13进入到所述圆筒1内部；所述第二弹簧8处于最大压缩状态时，第二杆体5下端铰接的滑轮13进入到所述圆筒1内部。
进一步地，所述滑轮13的周向固定有多个压力传感器9。
本实用新型中利用多个压力传感器9监测压力数值，保证监测数据的准确性。
进一步地，所述测量机构的数量为两个，两个测量机构的上下对称固定在所述圆筒1内部。
进一步地，所述两个测量机构的定位仪10均与同一个微处理器12连接。
本实用新型中测量机构的数量为两个，对两个测量机构的数据进行处理，进一步保证测量数据的准确性。
进一步地，所述微处理器12与数据接收模块和数据计算模块连接；数据接收模块用于接收所述定位仪10监测到的钻孔的位置数据；数据计算模块用于根据所述定位仪10监测的位置数据计算出孔洞左侧壁与孔洞右侧壁之间的距离，以及孔洞左侧壁和孔洞右侧壁相对水平面的距离，并对多次测量的距离数据进行处理计算出钻孔的斜度。
进一步地，所述显示模块通过连接线与所述微处理器12连接。
本实用新型的工作原理：
本实用新型提供的一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，在使用时先将圆筒固定在煤矿井下钻杆上，随着钻杆钻孔的进行，两个测量机构随着圆筒同步下降对孔洞左侧壁和孔洞右侧壁之间的水平距离W进行测量，计算出水平距离ΔW的变化值，并根据钻孔的深度H来计算出钻孔的斜度，斜度为H/ΔW。
在钻孔的过程圆筒1随着钻杆同步下降，在圆筒1下降的过程中，第一弹簧7会推动第一杆体3绕第二块体6转动，第二弹簧8会推动第二杆体5绕第二块体6转动，第一杆体3和第二块体6的下端会分别与矿井的左右侧壁接触，
由于第一弹簧7和第二弹簧8的作用，使得无论钻孔直径大小，第一杆体3和第二杆体5始终能与矿井的左右侧壁接触。当第一杆体3和第二杆体5与矿井的侧壁接触时，其端部固定的滑轮13和固定在滑轮13上的压力传感器9会与矿井的左右侧壁接触，反馈压力信号，当压力信号传给微处理器12后，微处理器12控制开启定位仪10，定位仪10将测量的位置数据发送给微处理器12，微处理器12根据该位置数据计算出孔洞左侧壁与孔洞右侧壁之间的距离，以及孔洞左侧壁和孔洞右侧壁相对水平面的距离，并对多次测量的距离数据进行处理计算出钻孔的斜度。微处理器根据接收到的多次数据能测量出每间隔一段时间后矿井的左右侧壁之间的距离W，根据多次数据计算出水平距离ΔW的变化值，并根据钻孔的深度H，来计算出钻孔的斜度为H/ΔW。
综上所述，本实用新型提供一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，在钻孔的同时中对孔的斜度进行测量，保证测量结果的准确性，同时还利用微处理器对测量数据进行处理，计算出钻孔斜度。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于，包括固定在煤矿井下钻探设备钻杆上的圆筒(1)，圆筒(1)内部固定有用于测量钻孔斜度的测量机构，所述测量机构包括：
第一块体(2)，固定在所述圆筒(1)内部；
第一杆体(3)，上端铰接在第一块体(2)左侧，下端穿过所述圆筒(1)左侧开设的槽缝(4)与孔洞左侧壁接触；
第二杆体(5)，上端铰接在第一块体(2)右侧，下端穿过所述圆筒(1)右侧开设的槽缝(4)与孔洞右侧壁接触；
第二块体(6)，固定在所述第一块体(2)上，并且位于所述第一杆体(3)和所述第二杆体(5)之间；所述第二块体(6)的左侧通过第一弹簧(7)与第一杆体(3)侧壁连接；所述第二块体(6)的右侧通过第二弹簧(8)与第二杆体(5)侧壁连接；
定位仪(10)，固定在所述第一杆体(3)和所述第二杆体(5)的下端；
微处理器(12)，与所述定位仪(10)连接。
2.如权利要求1所述的一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于，所述第二块体(6)为三角形结构，三角形的一个角与所述第一块体(2)固定连接，三角形的下边水平放置，三角形的左侧斜面通过第一弹簧(7)与所述第一杆体(3)的侧壁连接，三角形的右侧斜面通过第二弹簧(8)与所述第二杆体(5)的侧壁连接。
3.如权利要求2所述的一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于，所述第一杆体(3)和所述第二杆体(5)的下端均铰接有一滑轮(13)，第一杆体(3)下端铰接的滑轮穿过所述圆筒(1)左侧开设的槽缝(4)与孔洞左侧壁接触，第二杆体(5)下端铰接的滑轮穿过所述圆筒(1)右侧开设的槽缝(4)与孔洞右侧壁接触。
4.如权利要求3所述的一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于，所述第一弹簧(7)处于最大压缩状态时，第一杆体(3)下端铰接的滑轮(13)进入到所述圆筒(1)内部；所述第二弹簧(8)处于最大压缩状态时，第二杆体(5)下端铰接的滑轮(13)进入到所述圆筒(1)内部。
5.如权利要求3所述的一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于，所述滑轮(13)的周向固定有多个压力传感器(9)。
6.如权利要求1所述的一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于，所述测量机构的数量为两个，两个测量机构的上下对称固定在所述圆筒(1)内部。
7.如权利要求6所述的一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于，所述两个测量机构的定位仪(10)均与同一个微处理器(12)连接。
8.如权利要求7所述的一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于，所述微处理器(12)与数据接收模块和数据计算模块连接；
所述数据接收模块用于接收所述定位仪(10)监测到的钻孔的位置数据；
所述数据计算模块用于根据所述定位仪(10)监测的位置数据计算出孔洞左侧壁与孔洞右侧壁之间的距离，以及孔洞左侧壁和孔洞右侧壁相对水平面的距离，并对多次测量的距离数据进行处理计算出钻孔的斜度。
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