[实用新型]一种煤矿用分体式电磁波无线随钻测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于煤矿行业的随钻测量装置，具体地说是一种煤矿用分体式电磁波无线随钻测量装置。

背景技术

2003年国家煤矿安全监察局明确提出关于煤矿瓦斯“先抽后采、以风定产、检测监控”的十二字治理方针，要求在煤层开采之前，必须通过钻孔对煤层中的瓦斯进行抽采；要使有效钻孔在本煤层或卸压带中尽可能多的延伸，以提高钻孔瓦斯的抽采效率和抽采量，保证煤矿安全生产，必须使用随钻测量系统(MWD)进行近水平定向钻进成孔。煤矿有线随钻测量系统已被有关单位研制成功，并已进入商业应用，不过需配备专用有线钻杆及专用钻机，费用高昂。目前我国大多数煤矿井中钻探设备仍然采用普通钻杆及普通钻机，而要采用有线随钻测量方式，势必对这些设备进行更换或改造，巨大耗资使有线随钻测量技术难以得到快速推广应用。针对大多数煤矿井的现状，必须开发一种无须对煤矿现有的钻探设备进行更换，且能符合煤矿安全生产要求的电磁波无线随钻测量装置。

发明内容

本实用新型的目的是针对大多数煤矿钻进的现状，提供一种制作和使用成本较低廉的，通过电磁波传递井下信息的，符合煤矿安全的要求且适合煤矿钻进使用的分体式电磁波无线随钻测量装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下措施来实现：提供一种煤矿用分体式电磁波无线随钻测量装置，含有外筒、电源短节、测量短节、发射短节及信号接收单元，所述的外筒由依次连接的绝缘短节、悬挂短节和无磁钻具组成，在无磁钻具内通过螺钉依次固定有测量电源短节、测量短节和发射电源短节；所述的测量短节一端连接测量电源短节，测量短节内部设有采集信息的传感器件、电路和信息传输线；所述的发射短节一端连接发射电源短节，另一端连接引线组件的引线始端组件，发射短节卡挂在悬挂短节的卡槽上；引线组件由引线始端组件和引线末端固定托盘两个部分组成，引线始端组件通过铠装电缆连接引线末端固定托盘，引线末端固定托盘以螺纹的形式固定在绝缘短节上端的上部钻柱中；所述的信号接收单元由设在地面的接收装置和接地电极组成，接收装置一极通过电缆与上部钻柱相连，另一极通过电缆与接地电极相连，接地电极深插入地层中；

所述的测量电源短节、发射电源短节分别用于向测量短节和发射短节供电，测量短节用于采集所需要测量的井底信息，将信息编码，传递给发射短节；发射短节的激励源的一极通过螺钉与无磁钻具相连，另一极通过铠装电缆经由引线始端组件与上部钻柱内的引线末端固定托盘相连，发射短节的激励源以绝缘短节为阻隔，在发射短节、铠装电缆、上部钻柱、地层、无磁钻具中形成电流回路，产生的磁场以电磁波的形式传递井下信息，信号接收单元中的接收装置通过测定接地电极与上部钻柱之间的电位差接收电磁波信号，并由接收装置处理与显示井底测量所得的信息。

本实用新型所述的测量电源短节、测量短节、发射电源短节、发射短节及引线始端组件按以上顺序依次连接，相邻两者之间通过螺纹密闭连接。

所述的发射短节整体呈圆柱状，按悬挂头、套筒、电路板骨架和法兰盘顺序连接而成；所述的悬挂头由一个整体结构的接头和台肩构成，台肩上设有台肩卡；所述的电路板骨架一端有电路板固定面，该端紧密套在套筒内并与悬挂头连接，电路板固定面端安装有电路板，电路板通过螺钉固定在电路板固定面上；电路板骨架的另一端内腔为设有台阶式走线的中心通孔，法兰盘通过螺钉固定在电路板骨架的端面上，法兰盘中间设有插座。

所述的发射短节通过台肩卡卡挂在悬挂短节的卡槽上，台肩卡与悬挂短节的卡槽相匹配。

所述的测量电源短节与发射电源短节均由单个或多个电池筒构成，所述电池筒包含外壳，充电电池，接线插头和插座，所述外壳由依次连接的连接筒、充放电节头、电池套筒和电池下接头组成，相邻两者之间通过螺纹连接，并有O型圈密封；所述的连接筒内设有插头和弹簧电缆线，插头用于插入为其供电的测量短节或发射短节一端设置的插座；所述的电池套筒内装有8～10节镍氢充电电池串联的电池组，电池套筒与电池组之间有封胶层，电池组外围固定有4根铜条，分别为负极引出铜条、信号发射铜条、信号接收铜条和正极引出铜条；所述的充放电节头中设有电缆线夹紧套和中间走线通道，弹簧电缆线从电缆线夹紧套中穿过，并与负极引出铜条、信号发射铜条和信号接收铜条一端连接，其中负极引出铜条与电池组的负极连接；所述正极引出铜条与电池组的正极连接，经串联一个热敏电阻后与弹簧电缆线连接；所述的电池下接头中心有连接线通道，其端部上固定有法兰盘，法兰盘上设有插座，插座通过电缆线与4根铜条另一端连接。