[发明专利]一种利用GPS监测钻机状态的方法

说明书

本发明属于钻探技术领域，公开了一种利用GPS监测钻机状态的方法，为了解决现有的监测系统成本高、不能准确掌握钻机工作时间的问题。本发明包括用于安装在钻机旋转动力头上的监测模块，所述监测模块包括GPS模块、震动传感器和无线通信模块，所述GPS模块、震动传感器和无线通信模块均与电源连接，所述GPS模块、震动传感器经无线通信模块与后台服务器通讯连接，从而将钻机的位置信息以及震动信息传输给后台服务器。本发明利用震动传感器发送的震动频率即可判断该钻机的工作状态，从而对各个钻机的工作时间进行判断，从而能够精准的核算钻机的使用成本，同时具有结构简单、性能可靠的特点。

技术领域

本发明属于钻探探技术领域，具体涉及一种利用GPS监测钻机状态的方法。

背景技术

钻机是在土木工程、勘探和矿产资源（含固体矿、液体矿、气体矿等）开发中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备，又称钻探机。主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。可用于钻取岩心 、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况。

目前对于钻机的监测大都是基于钻机本身工作状态的监测，即用于监测钻机工作状态下的工况（例如压力、转速等等），例如申请号为201210370173.3的专利公开了一种钻机钻孔工作状态的监测装置及监测方法，包括钻机、泵机和输液管路， 所述钻机、泵机和输液管路形成输液通路，还包括：安装在所述输液通路上的液体流动状态仪；用于提取液体流动状态仪的监测数据、并对监测数据进行有效判断的 第一处理器；及与第一处理器相连接的第一输入装置和第一输出装置。所述第一处理器为用于提取液体流动状态仪的监测数据、并对监测数据进行 有效判断、并根据判断结果选择性地对钻孔行程或/和钻孔时间或/和液体 流量进行累加处理的第一处理器。

因此，目前的钻机监测系统都是对钻机在工作时的状态进行监测，这种监测方式的目的是对于钻井工作过程中进行监测以便于确保钻机顺利的工作，这类监测系统基于工作过程中的监控，对于传感器的性能要求特别高，维护和保养的成本也比较高。

但是，在钻机使用成本计算中，大都是依靠施工现场的数据进行成本计算，例如某工地上使用钻机工作时间为多长，并依靠该工作时间来核算使用成本。由于仅仅依靠施工现场的数据不能准确的掌握钻机的具体工作时间，因此急需一种性能可靠、成本低的监测方法，用于掌握钻机的工作时间，以便于精确的核算钻机成本。

发明内容

本发明为了解决现有的监测系统成本高、不能准确掌握钻机工作时间的问题，而提供一种利用GPS监测钻机状态的方法，具有结构简单、性能可靠的特点，便于掌握施工现场钻机的工作时间，以便于精确的核算钻机成本。

为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种利用GPS监测钻机状态的方法，其特征在于，包括用于安装在钻机旋转动力头上的监测模块，所述监测模块包括GPS模块、震动传感器和无线通信模块，所述GPS模块、震动传感器和无线通信模块均与电源连接，所述GPS模块、震动传感器经无线通信模块与后台服务器通讯连接，从而将钻机的位置信息以及震动信息传输给后台服务器。

在一些实施例中，所述监测模块还包括用于监测旋转动力头的转速传感器，所述转速传感器经无线通信模块将旋转动力头的转速信息发送给后台服务器。

在一些实施例中， 所述后台服务器依据收集到的各个钻机的钻进位置的地质构造图、转速传感器发送的转速信息、震动传感器发送的震动频率进行如下操作：

（1）依据地质构造图和震动频率建立地层分布-震动频率表，其中，地层分布-震动频率表是以地层构造为横坐标，以震动频率为纵坐标，从而利用地层分布-震动频率表征不同地层下钻机钻进时的震动频率；

（2）依据各个钻机的转速信息以及震动信息建立震动频率-转速表，其中，转速-震动频率表是以转速为横坐标，以震动频率为纵坐标，从而利用转速-震动频率表来表征不同转速下的震动频率；