專利名稱：煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤礦地質(zhì)勘探儀器，特別涉及一種煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測
斜裝置。
背景技術(shù)：
近水平長鉆孔系統(tǒng)常用于進行煤礦瓦斯預(yù)抽和采區(qū)地質(zhì)勘探等作業(yè)，鉆孔參數(shù)的 測量是近水平鉆孔定向鉆進技術(shù)的關(guān)鍵之一。 目前，煤礦井下近水平定向長鉆孔采取的常用測斜方式是單點式或者多點式測
量，需借助水力將帶電纜的探管輸送到指定位置進行測量，測量完成后取回探管繼續(xù)施鉆，
此方法操作繁瑣，難度大，且費時費力，嚴(yán)重影響了作業(yè)效率，并增加了作業(yè)人員的勞動量。
以隨鉆測斜方式進行測量可很好的解決上述問題，已被廣泛的應(yīng)用于石油鉆孔領(lǐng)域，現(xiàn)有
技術(shù)中，其數(shù)據(jù)通信一般采用泥漿脈沖、電磁波、聲波等方式，需專用設(shè)備支持，導(dǎo)致隨鉆測
斜系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積過大、信號傳輸穩(wěn)定性差、適應(yīng)性差、成本高等不足，采用線路通
信的隨鉆測斜系統(tǒng)可實現(xiàn)設(shè)備簡化，保證傳輸穩(wěn)定性，但也存在電纜易絞斷的缺點。 針對上述不足，需探索一種具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、信號傳輸穩(wěn)定、適應(yīng)性強等優(yōu)
點的隨鉆測斜系統(tǒng)，以解決煤礦近水平定向長鉆孔作業(yè)中的所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置，該系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)簡單，相對于使用泥漿脈沖、電磁波等通信方式，有效減小了設(shè)備體積，通信方式可靠，也 克服了線路通信設(shè)備電纜易絞斷的不足。 本發(fā)明的煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置，包括探管組件和測量數(shù)據(jù)輸 出組件，所述探管組件設(shè)置于定向鉆桿和鉆頭之間，包括管體、設(shè)置于管體內(nèi)的地磁傳感 器、重力加速度傳感器和處理器，以及為地磁傳感器、重力加速度傳感器和處理器供電的探 管電源，所述地磁傳感器和重力加速度傳感器的檢測信號輸入處理器；所述測量數(shù)據(jù)輸出 組件包括防爆計算機和計算機電源，處理器的數(shù)據(jù)輸出端連接防爆計算機的數(shù)據(jù)輸入端。
進一步，所述定向鉆桿包括至少兩根首尾依次固定連接的桿體，桿體內(nèi)沿軸向設(shè) 置有導(dǎo)電芯，相鄰兩根桿體內(nèi)的導(dǎo)電芯之間設(shè)置有導(dǎo)電彈簧，導(dǎo)電彈簧兩端分別頂住導(dǎo)電 芯的相鄰端形成通信線路，所述通信線路一端與處理器的數(shù)據(jù)輸出端連接，另一端通過旋 轉(zhuǎn)連接器與防爆計算機的數(shù)據(jù)輸入端連接； 進一步，所述探管電源以可拆卸的方式設(shè)置于管體內(nèi)；
進一步，所述計算機電源以可拆卸的方式與防爆計算機連接；
進一步，所述探管電源和計算機電源均為可充電電池。 發(fā)明的有益效果本發(fā)明的煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置，包括探管 組件和測量數(shù)據(jù)輸出組件，所述探管組件設(shè)置于定向鉆桿和鉆頭之間，包括管體、設(shè)置于管 體內(nèi)的地磁傳感器、重力加速度傳感器和處理器，以及為地磁傳感器、重力加速度傳感器和
3處理器供電的探管電源，所述地磁傳感器和重力加速度傳感器的檢測信號輸入處理器；所 述測量數(shù)據(jù)輸出組件包括防爆計算機和計算機電源，所述處理器的數(shù)據(jù)輸出端連接防爆計 算機的數(shù)據(jù)輸入端，使用時，裝置隨鉆桿進入待測點，實現(xiàn)隨鉆測斜，為鉆頭定位提供有效 依據(jù)；同時，由于通信線路為設(shè)置于鉆桿內(nèi)的導(dǎo)電芯，通過旋轉(zhuǎn)連接器來解決隨鉆桿轉(zhuǎn)動的 導(dǎo)電芯與防爆計算機之間的連接問題，克服了電纜傳輸易絞斷的不足，實現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的 可靠傳輸；除此之外，電源采用可拆卸式充電電池，便于更換和運輸，環(huán)保耐用，可有效提高 設(shè)備持續(xù)工作能力。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為鉆桿組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為鉆桿組件的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示本實施例 的煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置，包括探管組件1和測量數(shù)據(jù)輸出組件2，所述 探管組件1設(shè)置于定向鉆桿3與鉆頭之間，包括管體、設(shè)置于管體內(nèi)的地磁傳感器5、重力 加速度傳感器6和處理器7，以及為地磁傳感器5、重力加速度傳感器6和處理器7供電的 探管電源4，所述地磁傳感器5和重力加速度傳感器6的檢測信號輸入處理器7 ;所述測量 數(shù)據(jù)輸出組件2包括防爆計算機8和為防爆計算機供電的計算機電源9，處理器7的數(shù)據(jù) 輸出端連接防爆計算機8的數(shù)據(jù)輸入端，使用時，裝置隨鉆桿進入待測點，通過傳感器測量 的數(shù)據(jù)輸入處理器，經(jīng)處理器處理后得到的傾角、方位角和工具面向角等結(jié)果，實現(xiàn)隨鉆測 斜，將結(jié)果傳輸至防爆計算機，通過防爆計算機顯示屏顯示出參數(shù)，為鉆頭定位提供準(zhǔn)確有 效的依據(jù)。 本實施例中，所述定向鉆桿3包括四根首尾依次固定連接的桿體IO，桿體10內(nèi)沿 軸向設(shè)置有導(dǎo)電芯11 ，導(dǎo)電芯11可以是銅芯或其他適合用于傳輸通信信號的導(dǎo)電材料，本 實施例采用銅芯，相鄰兩根桿體10內(nèi)的導(dǎo)電芯11之間設(shè)置有導(dǎo)電彈簧12，導(dǎo)電彈簧12兩 端分別頂住導(dǎo)電芯11的相鄰端形成通信線路，所述通信線路一端與處理器7的數(shù)據(jù)輸出端 連接，另一端通過旋轉(zhuǎn)連接器13與防爆計算機8的數(shù)據(jù)輸入端連接，根據(jù)所鉆孔的長度，需 采用多根鉆桿進行固定連接，各鉆桿的導(dǎo)電芯之間通過設(shè)置預(yù)壓力的導(dǎo)電彈簧導(dǎo)通，壓縮 狀態(tài)的彈簧與導(dǎo)電芯端部接觸更緊密可靠，有效保證了通信的穩(wěn)定性，同時，采用導(dǎo)電彈簧 結(jié)構(gòu)也使桿體拆裝更便捷；采用旋轉(zhuǎn)連接器將導(dǎo)電芯的一端與防爆計算機連接，可很好的
解決隨鉆桿旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電芯與防爆計算機之間的連接問題，當(dāng)然，根據(jù)不同的鉆桿長度采用 兩根、三根或四根以上數(shù)量的桿體，均能實現(xiàn)本發(fā)明的目的。 本實施例中，所述探管電源4以可拆卸的方式設(shè)置于管體內(nèi)，所述計算機電源9以
可拆卸的方式與防爆計算機8連接，以可拆卸的方式連接，便于電源的更換和運輸。 本實施例中，所述探管電源4和計算機電源9均為可充電電池，與使用普通電池比
較，可有效延長電源的使用時間，有利于環(huán)保和節(jié)約成本。 最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較
4佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置，其特征在于包括探管組件(1)和測量數(shù)據(jù)輸出組件(2)，所述探管組件(1)設(shè)置于定向鉆桿(3)與鉆頭之間，包括管體、設(shè)置于管體內(nèi)的地磁傳感器(5)、重力加速度傳感器(6)和處理器(7)，以及為地磁傳感器(5)、重力加速度傳感器(6)和處理器(7)供電的探管電源(4)，所述地磁傳感器(5)和重力加速度傳感器(6)的檢測信號輸入處理器(7)；所述測量數(shù)據(jù)輸出組件(2)包括防爆計算機(8)和計算機電源(9)，處理器(7)的數(shù)據(jù)輸出端連接防爆計算機(8)的數(shù)據(jù)輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置，其特征在于所 述定向鉆桿(3)包括至少兩根首尾依次固定連接的桿體(10)，桿體(10)內(nèi)沿軸向設(shè)置有導(dǎo) 電芯(ll)，相鄰兩根桿體(10)內(nèi)的導(dǎo)電芯(11)之間設(shè)置有導(dǎo)電彈簧(12)，導(dǎo)電彈簧(12) 兩端分別頂住導(dǎo)電芯(11)的相鄰端形成通信線路，所述通信線路一端與處理器(7)的數(shù)據(jù) 輸出端連接，另一端通過旋轉(zhuǎn)連接器(13)與防爆計算機(8)的數(shù)據(jù)輸入端連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置，其特征在于所 述探管電源(4)以可拆卸的方式設(shè)置于管體內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置，其特征在于所 述計算機電源(9)以可拆卸的方式與防爆計算機(8)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置，其特征在于所 述探管電源(4)和計算機電源(9)均為可充電電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦井下近水平定向長鉆孔隨鉆測斜裝置，包括測量數(shù)據(jù)輸出組件和設(shè)置于定向鉆桿和鉆頭之間的探管組件，探管組件的地磁傳感器和重力加速度傳感器的檢測信號輸入處理器；所述測量數(shù)據(jù)輸出組件包括防爆計算機和計算機電源，處理器的數(shù)據(jù)輸出端連接防爆計算機的數(shù)據(jù)輸入端，使用時，裝置隨鉆桿進入待測點隨鉆測斜，為鉆頭的準(zhǔn)確定位提供參考數(shù)據(jù)；由于通信線路為設(shè)置于鉆桿內(nèi)的導(dǎo)電芯，并通過旋轉(zhuǎn)連接器來解決隨鉆桿轉(zhuǎn)動的導(dǎo)電芯與防爆計算機之間的連接問題，克服了電纜傳輸易絞斷的不足，實現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的可靠傳輸，除此之外，電源采用可拆卸式充電電池，便于更換和運輸，環(huán)保耐用，可有效提高設(shè)備持續(xù)工作能力。
文檔編號E21B47/022GK101787880SQ201010115158
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者刁文慶, 史春寶, 呂冰, 唐大勇, 李華甫, 王志紅, 王清峰, 羅華, 黃麟森 申請人:煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院