[发明专利]钻机自动钻进监测装置、钻头机构及钻头更换预报系统

权利要求书

1.一种钻机自动钻进监测装置，其特征在于，包括扭矩测量传感器、转速传感器、压力传感器、装置壳体，以及固设于所述装置壳体内的高度传感器、数据采集及存储模块、数据信号发射模块、电源模块；

所述扭矩测量传感器、压力传感器均用于安装在钻杆的方头顶部，所述转速传感器用于安装在钻杆的弹簧托盘上；

所述装置壳体用于安装在钻杆内，所述高度传感器、压力传感器、转速传感器、扭矩测量传感器、数据信号发射模块均与所述数据采集及存储模块电连接；所述扭矩测量传感器、高度传感器、压力传感器、转速传感器、数据采集及存储模块、数据信号发射模块均与所述电源模块电连接。

2.根据权利要求1所述的钻机自动钻进监测装置，其特征在于，所述装置壳体内顶部固定了一根悬臂摩擦金属轴，所述悬臂摩擦金属轴下端还设置有摩擦阻片，所述摩擦阻片分别连接所述装置壳体内侧和所述悬臂摩擦金属轴表面。

3.根据权利要求2所述的钻机自动钻进监测装置，其特征在于，所述装置壳体内部还设置有两个连接台，所述连接台与所述装置壳体内侧壁之间及所述连接台与所述悬臂摩擦金属轴之间均设置有滑动摩擦片。

4.根据权利要求1所述的钻机自动钻进监测装置，其特征在于，还包括转盘，所述转盘包括可相对旋转的上盘和下盘，所述装置壳体固定安装在所述上盘表面，所述下盘通过横向连接螺栓与钻杆固定连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的钻机自动钻进监测装置，其特征在于，所述数据信号发射模块为无线通信模块或有线通信模块。

6.一种钻机钻头机构，其特征在于，包括钻杆、钻头体以及如权利要求1至5任一项所述的钻机自动钻进监测装置；

所述扭矩测量传感器、压力传感器均安装在钻杆的方头顶部，所述转速传感器安装在钻杆的弹簧托盘上，所述装置壳体及固设于所述装置壳体内的高度传感器、数据采集及存储模块、数据信号发射模块、电源模块均设置于所述钻杆内。

7.一种钻机钻头更换预报系统，其特征在于，包括地面监控数据模块、专家数据系统及如权利要求1至5任一项所述的钻机自动钻进监测装置；所述地面监控数据模块包括信号接收模块、处理模块和显示屏，所述信号接收模块及显示屏均与所述处理模块电连接；所述信号接收模块用于与所述数据信号发射模块通信，所述处理模块用于对接所述专家数据系统，通过对接收的采集数据进行计算和决策后将结果传输至所述显示屏进行显示。

8.根据权利要求7所述的钻机钻头更换预报系统，其特征在于，专家数据系统对接收的采集数据进行计算和决策过程包括：

基于所述钻机自动钻进监测装置所采集的数据，得到钻机钻进的指标参数；

通过钻机所处的深度与已知目标地层信息匹配，得到钻机钻进指标参数与地层特性的相互对应关系；

基于得到的钻机钻进指标参数采用多目标决策模糊理论并结合钻机钻进指标参数与地层特性的相互对应关系进行综合评价分析，最终得到钻机钻头的施工状态。

9.根据权利要求7或8所述的钻机钻头更换预报系统，其特征在于，所述地面监控数据模块还包括与所述处理模块电连接的报警器，当所述专家数据系统判定结果为钻机钻头处于不佳施工状态后，所述处理模块向所述报警器发送报警信号，所述报警器用于接收报警信号后发出报警预报。

10.根据权利要求7所述的钻机钻头更换预报系统，其特征在于，所述信号接收模块为无线信号接收器或有线信号接收器。