一种矿用钻孔深度测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种矿用钻孔测量技术，特别涉及一种煤矿钻机用钻孔深度测量装置。


背景技术：

2.在煤矿井下，随钻测井系统(lwd)通过孔内测井探管获取各种测井数据，对于连续的测井数据需要相应的钻孔深度参数进行匹配，钻孔深度的实时、准确测量必不可少。
3.目前煤矿井下使用的钻孔深度测量装置有三种，一种是声波测量钻孔深度测量仪，一种是基于光电编码器的钻孔深度测量仪，一种是基于测量钻机油缸流量之差来间接计算钻孔深度。前两者用于钻孔成孔后的深度测量，基于声波测量的钻孔深度测量仪，通过敲击钻杆尾部，测量声波发出与回波接收之间的声波时差计算总的钻杆长度，从而获得钻孔深度。其缺点是测量误差大，测量结果不可靠。基于光电编码器的钻孔深度测量装置属于接触式测量装置，钻杆在前进或后退时带动滚轮转动，滚轮轴带动安装在其上的光电码盘发生转动，通过记录光电码盘的计数获得当前钻杆前进或后退的深度，从而获得钻孔深度。由于正常钻进时钻杆除了前后运动同时还有旋转运动，通常会导致滚轮无法转动，使得光电编码器无法工作甚至损坏。基于测量钻机油缸流量之差来间接计算钻孔深度可用于钻孔深度的实时测量，但采用这种测量装置需要对钻机进行改造，必须在钻机推进油缸的活塞杆腔油路上安装液压传感器且要知道钻机系数，使用极为不便。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是现有煤矿井下钻孔深度测量装置测量准确性较低的问题。
5.针对上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种矿用钻孔深度测量装置，其包括：位移传感器，所述位移传感器固定在钻机导轨上，用于测量钻机的动力头在钻机导轨上移动的距离，所述动力头固定连接于钻杆上；第一位置传感器与第二位置传感器，所述第一位置传感器固定在钻机操控台上，用于检测起下钻功能转换手柄的位置；所述第二位置传感器固定在钻机操控台上，用于检测钻进与起钻手柄的位置；控制装置，所述控制装置根据第一位置传感器与第二位置传感器的检测信号确定所述位移传感器的有效检测值，根据有效检测值获得钻孔深度。
7.本实用新型的部分实施方式中，所述动力头可拆卸地连接于所述钻杆远离钻头的一侧端部。
8.本实用新型的部分实施方式中，所述钻杆远离所述钻头的端部设置外螺纹段，所述动力头设置内螺纹，所述钻杆与所述动力头螺纹连接。
9.本实用新型的部分实施方式中，所述钻头上依次连接多段所述钻杆，所述动力头固定于远离所述钻头一侧最后一级所述钻杆的端部。
10.本实用新型的部分实施方式中，所述钻杆接近所述钻头的端部设置内螺纹段，相
邻所述钻杆螺纹连接。
11.本实用新型的部分实施方式中，所述起下钻功能转换手柄包括三个工作位，分别为：钻进液压油路打开位置、起钻液压油路打开位置以及钻进液压油路及起钻液压油路关闭位置，所述第一位置传感器用于检测起下钻功能转换手柄是否处于钻进液压油路打开位置。
12.本实用新型的部分实施方式中，所述钻进与起钻手柄包括三个工作位，分别为：钻进液压油路加压位置、起钻液压油路加压位置以及钻进液压油路及起钻液压油路泄压位置，所述第二位置传感器用于检测钻进与起钻手柄是否处于起钻液压油路加压位置。
13.本实用新型的部分实施方式中，所述第一位置传感器为电感式接近开关，所述第一位置传感器安装于所述钻机操控台的钻进液压油路打开位置，用于与所述功能转换手柄的端部配合实现其位置检测。
14.本实用新型的部分实施方式中，所述第二位置传感器为电感式接近开关，所述第二位置传感器安装于所述钻机操控台的钻进液压油路加压位置，用于与所述钻进与起钻手柄的端部配合实现其位置检测。
15.本实用新型的部分实施方式中，所述位移传感器包括位移传感器本体以及悬浮磁块，所述悬浮磁块连接于所述动力头上。
16.本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
17.本实用新型提供的矿用钻孔深度测量装置中，通过检测起下钻功能转换手柄以及钻进与起钻手柄的位置信息确定钻头是否处于钻进状态，在钻头钻进的情况下，控制装置记录位移传感器的测量值，作为有效位移测量值，最终确定钻头钻进的深度信息，测量准确度较高。通过三个传感器与钻机的操作手柄及动力头配合即可实现测量，该测量装置较容易集成至现有传统钻机设备上，实现了钻孔深度的自动测量。
附图说明
18.下面将通过附图详细描述本实用新型中优选实施例，将有助于理解本实用新型的目的和优点，其中:
19.图1为本实用新型矿用钻孔深度测量装置的一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安
装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
24.如图1所示为本实用新型提供的矿用钻孔深度测量装置的一种具体实施方式，其包括：固定在钻机导轨1上的位移传感器2、固定在钻机操控台3上的第一位置传感器4与第二位置传感器5以及控制装置11。其中，所述位移传感器2用于测量钻机的动力头6在钻机导轨1上移动的距离，所述动力头6固定连接于钻杆7上；所述第一位置传感器4用于检测起下钻功能转换手柄8的位置，所述第二位置传感器5用于检测钻进与起钻手柄9的位置；所述控制装置11根据第一位置传感器4与第二位置传感器5的检测信号确定所述位移传感器2的有效检测值，根据有效检测值获得钻孔深度。
25.上述矿用钻孔深度测量装置中，通过检测起下钻功能转换手柄8以及钻进与起钻手柄9的位置信息确定钻头10所处状态，在钻头10钻进的情况下，控制装置11记录位移传感器2的测量值，以确定钻头10钻进的深度，获得最终钻孔的深度。测量准确度较高。通过三个传感器与钻机的操作手柄及动力头6配合即可实现测量，该测量装置较容易集成至现有传统钻机设备上，实现了钻孔深度的自动测量。
26.所述动力头6用于向所述钻杆7及钻头10提供钻进动力，所述位移传感器2包括位移传感器本体2a以及悬浮磁块2b，所述悬浮磁块2b连接于所述动力头6上。当根据第一位置传感器4及第二位置传感器5检测到钻进开始时，悬浮磁块2b随动力头6移动，动力头6的移动距离即该钻杆7及钻头10的钻进深度。具体地，所述动力头6与钻杆7的连接方式及位置不唯一；一种方式中，所述动力头6可拆卸地连接于所述钻杆7远离钻头10的一侧端部。更具体地，所述钻杆7远离所述钻头10的端部设置外螺纹段，所述动力头6设置内螺纹，所述钻杆7与所述动力头6螺纹连接。
27.通过将动力头6连接至钻杆7的端部，可以使一节钻杆7的有效移动距离增大，通过两者采用内外螺纹连接的可拆卸连接结构方便安装与拆卸。
28.当钻孔深度大于一节所述钻杆7的长度时，则需要在钻进一节钻杆7深度后再连接上一节钻杆7，直至达到设定要求的钻孔深度，为此，一种具体实施方式中，所述钻头10上依次连接多段所述钻杆7，所述动力头6固定于最后一级所述钻杆7的端部。动力头6每次驱动钻杆7移动设定距离后，前一节钻杆7大部分进入钻孔后，将动力头6拆卸，将下一节钻杆7连接至上一节钻杆7，再在下一节钻杆7的端部连接动力头6，重复上述过程，实现钻机钻孔。
29.更具体地，所述钻杆7接近所述钻头10的端部设置内螺纹段，相邻所述钻杆7螺纹连接。
30.具体地，所述起下钻功能转换手柄8包括三个工作位，分别为：钻进液压油路打开位置、起钻液压油路打开位置以及钻进液压油路及起钻液压油路关闭位置。其中，工作人员扳动起下钻功能转换手柄8至钻进液压油路打开位置时，控制装置11控制钻进液压油路的电磁阀门打开，使钻进液压油路打开；工作人员扳动起下钻功能转换手柄8至起钻液压油路打开位置时，控制装置11则控制起钻液压油路的电磁阀门打开，使起钻液压油路打开；工作人员扳动起下钻功能转换手柄8至钻进液压油路及起钻液压油路关闭位置时，则控制装置
11则钻进液压油路及起钻液压油路的电磁阀门关闭，使钻进液压油路及起钻液压油路关闭。
31.更具体地，所述起下钻功能转换手柄8绕第一转动轴81转动，其中，所述钻进液压油路打开位置与起钻液压油路打开位置分别位于第一转动轴81左侧及右侧，所述钻进液压油路及起钻液压油路关闭位置为初始位置，位于所述第一转动轴81的上侧。
32.其中，所述第一位置传感器4用于检测起下钻功能转换手柄8是否处于钻进液压油路打开位置；更具体地，所述第一位置传感器4为电感式接近开关，所述第一位置传感器4安装于所述钻机操控台3的钻进液压油路打开位置，用于与所述起下钻功能转换手柄8的端部配合实现其位置检测。即，起下钻功能转换手柄8转动至左侧时，手柄的端部触发第一位置传感器4，使其由低电平转换到高电平。
33.具体地，所述钻进与起钻手柄9包括三个工作位，分别为：钻进液压油路加压位置、起钻液压油路加压位置以及钻进液压油路及起钻液压油路泄压位置。其中，工作人员扳动钻进与起钻手柄9至钻进液压油路加压位置时，控制装置11控制钻进液压油路的油泵打开，使钻进液压油路加压，钻头10及钻杆7开始向钻孔内进行钻进；工作人员扳动钻进与起钻手柄9至起钻液压油路加压位置时，控制装置11则控制起钻液压油路的油泵打开，使起钻液压油路加压，钻头10及钻杆7从钻孔内移出；工作人员扳动钻进与起钻手柄9至钻进液压油路及起钻液压油路泄压位置时，则控制装置11则钻进液压油路及起钻液压油路的油泵停止。
34.更具体地，所述钻进与起钻手柄9绕第二转动轴91转动，其中，所述钻进液压油路加压位置与起钻液压油路加压位置分别位于第二转动轴91左侧及右侧，所述钻进液压油路及起钻液压油路泄压位置为初始位置，位于所述第二转动轴91的上侧。
35.所述第二位置传感器5用于检测钻进与起钻手柄9是否处于起钻液压油路加压位置。更具体地，所述第二位置传感器5为电感式接近开关，所述第二位置传感器5安装于所述钻机操控台3的钻进液压油路加压位置，用于与所述钻进与起钻手柄9的端部配合实现其位置检测。即，钻进与起钻手柄9转动至左侧时，手柄的端部触发第二位置传感器5，使其由低电平转换到高电平。
36.采用上述矿用钻孔深度测量装置进行钻孔深度检测时，当所述第一位置传感器4检测到起下钻功能转换手柄8处于钻进液压油路打开位置且所述第二位置传感器5检测钻进与起钻手柄9处于起钻液压油路加压位置时，即工作人员控制该钻头10开始进行钻进工作，此时，控制装置11开始记录所述位移传感器2的检测值，此时位移传感器2的检测值为有效检测值；当钻头10及钻杆7移动至接近该钻孔的开口位置时，工作人员操纵钻进与起钻手柄9至钻进液压油路及起钻液压油路泄压位置，该钻头10停止钻进工作，此时首先将动力头6拆卸下来，安装下一节钻杆7，再将动力头6安装至下一节钻杆7的端部，再操纵钻进与起钻手柄9至钻进液压油路加压位置，控制继续记录所述位移传感器2的检测值，以此循环，将多次位移传感器2的检测值累加则可以得出该钻机的钻孔深度。
37.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。