用來勘測鉆孔的方法,鉆削設備,和鉆孔勘測組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及如獨立權(quán)利要求1的前序中限定的用來勘測鉆孔的方法。
[0002]本發(fā)明也涉及如獨立權(quán)利要求20的前序中限定的用于沖擊鉆削的鉆削設備。
[0003]本發(fā)明也涉及如獨立權(quán)利要求36中限定的用于沖擊鉆削的方法中和/或用于沖擊鉆削的設備中使用的鉆孔勘測組件。
【背景技術(shù)】
[0004]在鉆削中，重要的是，具有關(guān)于鉆孔的深度和方向的信息。為了這個目的，在該技術(shù)領(lǐng)域中已知各種鉆孔勘測工具和方法，通過該鉆孔勘測工具和方法可以獲得關(guān)于鉆孔的深度和方向的信息。
[0005]公開文獻US 8011447給出一種典型地用于地下采礦情況的勘測鉆孔的方法，其中使用頂錘鉆鉆削孔，使用位于鉆頭附近的勘測工具，在鉆削操作之后在鉆柱從該孔撤回時該勘測工具用于記錄位置讀書。以這種方式，可以在鉆削操作進行時實時地記錄由鉆柱鉆削的實際的孔，并且示出從預期孔位置的偏差。該勘測工具典型地包括慣性勘測包、功率源和數(shù)據(jù)記錄器，該勘測包選自包括在商業(yè)上已知的本身已知的勘測包的組，以便具有抵抗振動和撞擊的優(yōu)良特性。勘測工具在進行鉆削時被維持在睡眠模式中，并且在鉆柱從實際孔路徑逐漸撤回時被激活以提供位置數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用來勘測鉆孔的方法，一種鉆削設備，和一種鉆孔勘測工具組件。
[0007]本發(fā)明的用來勘測鉆孔的方法的特征在于，獨立權(quán)利要求1的限定。
[0008]該方法的優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求2到19中被限定。
[0009]該方法包括第一提供步驟，該第一提供步驟用來提供鉆具，該鉆具包括至少一個鉆桿和鉆頭組件。該方法另外包括第二提供步驟，該第二提供步驟用來提供鉆孔勘測工具，該鉆孔勘測工具包括用來測量鉆孔的傳感器機構(gòu)。該方法包括布置步驟，該布置步驟用來將鉆孔勘測工具布置在鉆具內(nèi)。該方法包括鉆削步驟，該鉆削步驟通過包括至少沖擊鉆削的鉆削過程借助鉆具用來鉆削鉆孔。該方法包括測量步驟，該測量步驟通過鉆孔勘測工具的傳感器機構(gòu)用來測量鉆孔以獲得鉆孔的數(shù)據(jù)。該方法包括處理步驟，該處理步驟通過數(shù)據(jù)處理機構(gòu)用來處理鉆孔的數(shù)據(jù)以獲得鉆孔狀態(tài)信息。在該方法中，使用一種鉆具，該鉆具包括中心沖洗通道，該中心沖洗通道用來將沖洗流體傳導到鉆頭組件，并且鉆孔勘測工具在布置步驟中被布置在中心沖洗通道中，使得沖洗流體可以在中心沖洗通道中流過鉆孔勘測工具。該布置步驟優(yōu)選地但不必然地包括在阻尼機構(gòu)之間將鉆孔勘測工具懸置在鉆具的中心沖洗通道中。這種阻尼機構(gòu)優(yōu)選地但不必然地包括以下部件的至少一個:由具有0.5和3.0mm之間的厚度的線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機構(gòu)，液壓阻尼機構(gòu)和氣動阻尼機構(gòu)。這種阻尼機構(gòu)可以例如包括由線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機構(gòu)，該線材或類似物的厚度(諸如直徑)在0.5和3.0mm之間，優(yōu)選地在1.0和2.5mm之間，更優(yōu)選地在1.5和2.0mm之間，例如1.8mm。
[0010]本發(fā)明的用于沖擊鉆削的鉆削設備對應地特征在于獨立權(quán)利要求20的限定。
[0011]鉆削設備的優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求21到35中被限定。
[0012]該鉆削設備包括用來鉆削鉆孔的鉆具。鉆具包括至少一個鉆桿和鉆頭組件。該鉆削設備包括鉆孔勘測工具，該鉆孔勘測工具包括傳感器機構(gòu)，該傳感器機構(gòu)用來測量由鉆具鉆削的鉆孔以獲得由鉆具鉆削的鉆孔的數(shù)據(jù)，其中鉆孔勘測工具被布置在鉆具內(nèi)。該鉆削設備包括數(shù)據(jù)處理機構(gòu)，該數(shù)據(jù)處理機構(gòu)用來處理鉆孔的數(shù)據(jù)以獲得鉆孔狀態(tài)信息。該鉆具包括中心沖洗通道，該中心沖洗通道用來將沖洗流體傳導到鉆頭組件，并且鉆孔勘測工具被布置在中心沖洗通道中，使得流體可以在中心沖洗通道中流過鉆孔勘測工具。鉆孔勘測工具優(yōu)選地但不必然地在阻尼機構(gòu)之間被懸置在沖洗通道中。該方法中使用的阻尼機構(gòu)優(yōu)選地但不必然地包括以下部件的至少一個:由具有0.5和3.0mm之間的厚度的線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機構(gòu)，液壓阻尼機構(gòu)和氣動阻尼機構(gòu)。該方法中使用的阻尼機構(gòu)可以例如包括由線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機構(gòu)，該線材或類似物的厚度(諸如直徑)在0.5和3.0mm之間，優(yōu)選地在1.0和2.5mm之間，更優(yōu)選地在1.5和2.0mm之間，例如1.8mm。
[0013]本發(fā)明也涉及如權(quán)利要求36中限定的用于沖擊鉆削的方法中和/或用于沖擊鉆削的設備中使用的鉆孔勘測組件。
[0014]鉆孔勘測組件的優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求37到50中被限定。
[0015]該鉆孔勘測組件包括鉆孔勘測工具，該鉆孔勘測工具包含用來收集鉆孔的數(shù)據(jù)的傳感器機構(gòu)。鉆孔勘測組件另外包括阻尼機構(gòu)以便在所述阻尼機構(gòu)之間將鉆孔勘測工具懸置在用于沖擊鉆削的鉆具的中心沖洗通道中。這種阻尼機構(gòu)優(yōu)選地但不必然地包括以下部件的至少一個:由具有0.5和3.0mm之間的厚度的線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機構(gòu)，液壓阻尼機構(gòu)和氣動阻尼機構(gòu)。這種阻尼機構(gòu)可以例如包括由線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機構(gòu)，該線材或類似物的厚度(諸如直徑)在0.5和3.0mm之間，優(yōu)選地在1.0和2.5mm之間，更優(yōu)選地在1.5和2.0mm之間，例如1.8mm。
[0016]阻尼機構(gòu)的目的是在沖擊鉆削期間保護鉆孔勘測組件的部件。鉆孔勘測組件的部件可以意指例如用來產(chǎn)生指示角速率的第一信號的至少一個陀螺儀傳感器和用來產(chǎn)生指示沿由鉆削設備鉆削的鉆孔的加速度的第二信號的至少一個加速度傳感器或鉆削設備和可能的壓電裝置，該壓電裝置在沖擊鉆削期間用來獲取電能。
[0017]如果鉆孔勘測組件設置有在沖擊鉆削期間用來獲取電能的壓電裝置，則鉆孔勘測組件的阻尼機構(gòu)優(yōu)選地但不必然地被調(diào)整以在沖擊鉆削期間為壓電裝置產(chǎn)生正確的振蕩頻率，使得壓電裝置在沖擊鉆削期間能夠獲取電能。
【附圖說明】
[0018]在下面，將通過參考附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中
[0019]圖1示出鉆削設備，
[0020]圖2以剖視圖示出設置有鉆孔勘測組件的鉆具的端部，
[0021]圖3以剖視圖示出根據(jù)一個實施例的鉆孔勘測組件，
[0022]圖4示出第一轉(zhuǎn)接器部分和第二轉(zhuǎn)接器部分，該第一轉(zhuǎn)接器部分和第二轉(zhuǎn)接器部分在一些實施例中用來將鉆頭組件緊固到鉆具的鉆桿，并且圖4也示出當使用這種第一轉(zhuǎn)接器部分和這種第二轉(zhuǎn)接器部分時如何可以布置鉆孔勘測工具，
[0023]圖5示出根據(jù)另一實施例的鉆孔勘測組件，
[0024]圖6是壓電裝置的一個實施例的詳細視圖，該壓電裝置可以用于鉆孔勘測組件以便在沖擊鉆削期間用來獲取電能，并且
[0025]圖7是圖6中示出的壓電裝置的更詳細的視圖。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明涉及一種用來勘測鉆孔的方法，涉及一種鉆孔設備，并且涉及一種用于該方法和/或該設備的鉆孔勘測組件。
[0027]首先，將更詳細地描述用來勘測鉆孔的方法和該方法的一些優(yōu)選實施例和變體。
[0028]該方法包括第一提供步驟，該第一提供步驟用來提供鉆具1，該鉆具包括至少一個鉆桿2和鉆頭組件3。
[0029]該方法另外包括第二提供步驟，該第二提供步驟用來提供鉆孔勘測工具4，該鉆孔勘測工具包括用來測量鉆孔6的傳感器機構(gòu)5。
[0030]該方法包括布置步驟，該布置步驟用來將鉆孔勘測工具4布置在鉆具I內(nèi)。
[0031]該方法包括鉆削步驟，該鉆削步驟通過包括至少沖擊鉆削的鉆削過程借助鉆具I用來鉆削鉆孔6。
[0032]該方法包括測量步驟，該測量步驟通過鉆孔勘測工具4的傳感器機構(gòu)5用來測量鉆孔6以獲得鉆孔6的數(shù)據(jù)。
[0033]該方法可以包括:發(fā)送步驟，該發(fā)送步驟用來從鉆孔勘測工具4發(fā)送鉆孔6的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理機構(gòu)7 ;和接收步驟，該接收步驟通過數(shù)據(jù)處理機構(gòu)7用來接收鉆孔6的數(shù)據(jù)。在發(fā)送步驟和接收步驟中，可以使用有線或無線連接(圖中未示出)。在該方法的優(yōu)選實施例中，該方法包括保存步驟，當鉆孔勘測工具4與鉆具一起至少部分地位于鉆孔6中時，該保存步驟用來將鉆孔6的數(shù)據(jù)存儲在鉆孔勘測工具4的存儲機構(gòu)26上。在這個優(yōu)選實施例中，在鉆孔勘測工具4已經(jīng)從鉆孔6被移除之后通過從存儲機構(gòu)26傳遞鉆孔6的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理機構(gòu)7執(zhí)行發(fā)送步驟和接收步驟。
[0034]該方法包括處理步驟，該處理步驟通過數(shù)據(jù)處理機構(gòu)7用來處理鉆孔6的數(shù)據(jù)以獲得鉆孔狀態(tài)?目息。
[0035]在該方法中，使用一種包括中心沖洗通道8的鉆具1，該中心沖洗通道用來傳導諸如沖洗液體和/或沖洗氣體的沖洗流體到鉆頭組件3，并且鉆孔勘測工具4在布置步驟中以可釋放的方式或固定地被布置在中心沖洗通道8中，使得沖洗流體可以在中心沖洗通道8中流過鉆具I中的鉆孔勘測工具4。
[0036]因為鉆孔勘測工具4在布置步驟中被布置在中心沖洗通道8中，因此鉆孔勘測工具4將被在鉆具I的中心沖洗通道8中流動的沖洗流體冷卻。
[0037]該方法可以包括使用包括沖洗通道段30的鉆頭組件3，并且該布置步驟可以包括將鉆孔勘測工具4至少部分地布置在鉆頭組件3的沖洗通道段30中。
[0038]在該方法的一些實施例中，該方法的第一提供步驟包括另外提供轉(zhuǎn)接器9，該轉(zhuǎn)接器包括中心沖洗通道段36。在這種實施例中，該布置步驟包括通過轉(zhuǎn)接器9將鉆頭組件3緊固到鉆具I的鉆桿2，使得轉(zhuǎn)接器9的中心沖洗通道段36形成鉆具I的中心沖洗通道8的一部分。在這種實施例中，該布置步驟包括將鉆孔勘測工具4至少部分地布置在轉(zhuǎn)接器9的中心沖洗通道段36中。
[0039]在該方法的一些實施例中，該方法的第一提供步驟包括另外提供轉(zhuǎn)接器9，該轉(zhuǎn)接器包括第一轉(zhuǎn)接器部分10和第二轉(zhuǎn)