[发明专利]一种煤矿井下钻孔用测深装置

说明书

本发明涉及一种煤矿井下钻机开孔孔深测量的装置和方法，适用于煤矿井下在钻机开孔时，随钻杆实时测量钻头钻进深度，由于采用基于改进的超声波测长方法，可安全快速的得到钻头钻进深度的数据。该装置包括随钻信号发射与钻机信号接收两部分，装置分别安装在钻杆的两头，从而可准确的反应出钻深的长度，而不受外界环境因素的干扰。本发明提出的煤矿井下用钻孔测深装置结构简单，使用方便，过程不受人为因素的影响，测距精度高，可实时获取钻进深度数据，符合本质安全性的要求。

技术领域

本装置涉及煤矿井下钻机开孔孔深测量技术领域，具体地指一种煤矿井下钻机用钻杆开孔深度实时精确测量装置和方法。

背景技术

煤矿井下钻机钻孔是煤矿开放水孔和开抽瓦斯孔的重要工作，是保障煤矿安全的重要手段，而钻孔的深度精确确定又是钻机能否准确的进行开孔放水和排放瓦斯的重要保障。

目前钻孔深度测量方式采用的方法为计算钻杆长度间接测量，主要采用的方法有计数法、应力波法、电驻波法、低压脉冲反射法等。计数法采用人工计数，通过数钻杆来完成钻进深度的测量，该方法易受人为影响，出错概率较大，同时存在虚报的问题；应力波法，采用在钻杆尾部加瞬态力激振的方式，以应力波的方式向钻头传播，并在钻杆尾部采集反射波，通过计算激励与反射的时间差，从而求出测深距离，该方法由于钻杆间螺纹的连接，同时钻杆每批材质都有差异，测试结果存在较大的误差；电驻波法，将钻杆做为一根天线，在尾部加入不同频率的电信号，采用驻波形成的原理，可以测量钻杆长度，因为在钻杆上施加电信号，需要进行本质安全化处理，目前基本处于实验室原理验证；低压脉冲反射法，采用电缆故障测距的方法，因为同样需要在钻杆上施加电信号，要进行本质安全化处理，目前基本处于实验室原理验证。

针对上述测深所采用的方法所存在的不足，本发明设计了一种不需要人为干预，可以实时按照设定的频率进行钻孔测深长度测量的装置。该装置以超声波做为测量介质，通过测量超声波在水中的传输时间，实时得出钻孔长度。该装置由于采用超声波做为测试源，不需要在钻杆上施加电信号，从而属于本质安全的产品。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的就是要提供一种煤矿井下钻机用的高精度、通用性与符合矿本安全的钻孔深度测量装置，该装置可在煤矿井下使用，不受人为因素干扰；考虑到煤矿井下特殊的环境，要求具有较好的本质安全性；该装置可实时的测量，便于及时准确的了解各钻孔深度的进度；适用于多数普通钻杆，无需通缆。

技术方案

为实现此目的，本发明所设计的煤矿井下钻机用的高精度、通用性与符合矿本安全的钻孔深度测量装置，其特征在于：满足普通钻杆的自适应安装；具有较高的测量精度；采用钻头位置实时跟随，杜绝了人为因素的干扰；采用本质安全性的设计理念，确保钻进过程中的安全；可实时的获取钻进的数据。

本发明的钻孔测深装置包括随钻信号发射与钻机信号接收两部分，其组成与工作原理见图1，本发明的测深装置采用超声波的原理，装置分别安装在钻杆的两头，从而可准确的反应出钻深的长度，而不受外界环境因素的干扰。

有益效果

本发明提出的煤矿井下用钻孔测深装置结构简单，使用方便，过程不受人为因素的影响，测距精度高，可实时获取钻进深度数据，符合本质安全性的要求。

附图说明

图1本发明装置的组成与工作原理框图

图2本发明装置的实际安装使用示意图

图3本发明装置的防水外形结构示意图

具体实施

现结合实例、附图，对本发明作进一步描述。