一種鉆機打鉆深度測量儀及使用該測量儀的鉆機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于鉆機技術領域，具體涉及一種用于在鉆機打鉆過程中測量鉆機打鉆深度的深度測量儀及使用該測量儀的鉆機。
【背景技術】
[0002]當前在國內許多行業(yè)涉及到打鉆應用，如煤礦抽采鉆孔、建筑鉆井等，其應用都涉及到對打鉆深度的測量。
[0003]傳統(tǒng)測量方法為人工統(tǒng)計打進的鉆桿數量，將鉆桿數量乘以鉆桿長度來計算打鉆深度，這種傳統(tǒng)測量方法存在人為誤差，測量不準確。
[0004]現有的也有通過檢測鉆機往復次數來確定打入的鉆桿數量進而確定打鉆深度的，但這種測量方法在遇到鉆機卡桿即鉆機正常往復移動而鉆桿出現卡滯的情況時，將繼續(xù)計數，也會影響對打鉆深度的正常測量。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種鉆機打鉆深度測量儀，以解決現有技術中通過檢測鉆機往復運動次數以確定打入鉆桿數量時存在鉆機卡桿仍然計數的技術問題；本實用新型還提供一種使用上述測量儀的鉆機。
[0006]為實現上述目的，本實用新型所提供的鉆機打鉆深度測量儀的技術方案是:鉆機打鉆深度測量儀，包括用于磁化由動力頭驅動的鉆桿的永磁勵磁裝置和用于在鉆機的動力頭往復移動方向上布置在動力頭前方的與磁化后的鉆桿對應以測量鉆桿內部磁通量變化的磁感應傳感器，測量儀還包括用于隨鉆機的動力頭往復移動以檢測動力頭前進、后退狀態(tài)的加速度傳感器，測量儀還包括用于與磁感應傳感器的信號輸出端及加速度傳感器的信號輸出端連接的用于對動力頭往復運動周期進行計數的處理器。
[0007]所述的磁感應傳感器為用于布置磁化后的鉆桿外周的線性霍爾傳感器。
[0008]本實用新型所提供的鉆機的技術方案是:鉆機，包括機身，機身上沿前后方向往復移動裝配有用于驅動鉆桿旋轉打孔的動力頭，所述的鉆機還包括用于測量鉆機打鉆深度的測量儀，測量儀包括用于磁化由動力頭驅動的鉆桿的永磁勵磁裝置和在鉆機的動力頭往復移動方向上布置在動力頭前方的與磁化后的鉆桿對應以測量鉆桿內部磁通量變化的磁感應傳感器，測量儀還包括隨鉆機的動力頭往復移動的用于檢測動力頭前進、后退狀態(tài)的加速度傳感器，測量儀還包括與磁感應傳感器的信號輸出端及加速度傳感器的信號輸出端連接的用于對動力頭往復運動周期進行計數的處理器。
[0009]所述的加速度傳感器固設在動力頭上。
[0010]所述的永磁勵磁布置在動力頭后側。
[0011]所述的磁感應傳感器為用于布置在由磁化后的鉆桿外周的線性霍爾傳感器。
[0012]本實用新型的有益效果是:本實用新型所提供的鉆機打鉆深度測量儀工作時，永磁勵磁裝置將由動力頭送入鉆孔或從鉆孔中抽出的鉆桿的磁化，加速度傳感器與動力頭固定在一起來判斷動力頭的前進或后退的移動狀態(tài)，當動力頭鉆進時，動力頭連通加速度傳感器推動鉆桿3向前移動，鉆桿由永磁勵磁裝置磁化，因為鉆桿具有磁滯性，當鉆桿快速接近線性霍爾傳感器時，線性霍爾傳感器可以檢測到鉆桿內部磁通量由弱變強，線性霍爾傳感器將所檢測到的信號輸送給處理器，同時，加速度傳感器將向處理器輸出表示鉆機處于鉆進狀態(tài)的正信號。而當動力頭回退時，動力頭連同加速度傳感器后退，線性霍爾傳感器所檢測到的鉆桿內的磁通量將由強變弱，線性霍爾傳感器將所檢測到的信號輸送給處理器，同時，加速度傳感器將向處理器輸出表示鉆機處于回退狀態(tài)的負信號。這樣通過磁感應可以感應到鉆桿內部磁通量的強弱變化，再結合加速度傳感器所檢測到的動力頭前進或后退狀態(tài)判斷當前鉆機的工作狀態(tài)以對鉆機往復次數進行計數。而當出現卡桿時，此時，動力頭將帶著加速度傳感器繼續(xù)往復移動，加速度傳感器將向處理器輸出信號，但因為卡桿時鉆桿不動，此時線性霍爾傳感器所檢測到的鉆桿內的磁通量不變，此時，線性霍爾傳感器不向處理器輸出信號，用于記錄動力頭往復次數的處理器可將此次動力頭往復視為無效，不予記錄。這樣就可以有效避免卡桿時仍然計數的問題，進而可提高測量儀的測量精度。
[0013]本實用新型所提供的鉆機上安裝有測量儀，測量儀可對動力頭的往復運動次數進行計數，并可避免卡桿時仍然進行計數的問題，其結構簡單，測量精度高。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型所提供的鉆機打鉆深度測量儀一種實施例的結構原理圖；
[0015]圖2是圖1所示測量儀的工作原理圖；
[0016]圖3是測量儀測量打鉆深度的流程框圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，一種鉆機打鉆深度測量儀的實施例，該實施例中的測量儀包括用于在鉆機的動力頭2往復移動方向上分置于動力頭2前后兩側的用于磁化由動力頭2驅動的鉆桿4的永磁勵磁裝置I和用于與磁化后的鉆桿4對應以測量鉆桿內部磁通量變化的磁感應傳感器，此處的磁感應傳感器為用于布置在磁化后的鉆桿外周的線性霍爾傳感器5。測量儀還包括用于固設在鉆機的動力頭2上以測量動力頭前進或后退的移動狀態(tài)的加速度傳感器3，測量儀還包括用于與線性霍爾傳感器5的信號輸出端及加速度傳感器3的信號輸出端連接的用于對動力頭往復運動周期進行計數的處理器，處理器的信號輸出端連接有顯示電路。
[0018]圖2所示為測量儀的工作原理圖，當動力頭2帶著鉆桿4快速接近線性霍爾傳感器5時，線性霍爾傳感器5檢測到磁化后的鉆桿內的磁通量由弱變強。而當動力頭快速離開線性霍爾傳感器時，線性霍爾傳感器檢測到鉆桿內部的磁通量由強變弱。
[0019]本實施例中，永磁勵磁裝置和磁感應傳感器分置于動力頭兩側，在其他實施例中，永磁勵磁裝置也可以布置在動力頭的前側。
[0020]本實施例中，用于檢測磁化后的鉆桿內部磁通量的變化的磁感應傳感器為線性霍爾傳感器，在其他實施例中，磁感應傳感器還可以為多組檢測線圈，被磁化的鉆桿在通過相應線圈時，變化的會導致線圈產生電流，可以對檢測線圈上的電流進行檢測。
[0021]本實用新型還提供一種鉆機的實施例，該實施例中的鉆機的結構與現有技術中的鉆機的結構大致相同，其區(qū)別主要在于在鉆機上設有用于測量鉆機打鉆深度的測量儀，鉆機包括機身，機身上往復移動裝配有用于驅動鉆桿旋轉打孔的動力頭2，所述測量儀采用如圖1所示的結構，在此不再贅述，將測量儀的永磁勵磁裝置I和線性霍爾傳感器5分置于動力頭2的前后兩側，同時，將加速度傳感器3固設在動力頭2上并隨動力頭2 —同往復移動。
[0022]本實施例中，永磁勵磁裝置和線性霍爾傳感器分置于動力頭的前后兩側，在其他實施例中，也可以將永磁勵磁裝置和線性霍爾傳感器均放置于動力頭的前側。
[0023]當動力頭2鉆進時，動力頭2連通加速度傳感器3推動鉆桿4向前移動，鉆桿4由永磁勵磁裝置5磁化，因為鉆桿具有磁滯性，當鉆桿4快速接近線性霍爾傳感器5時，線性霍爾傳感器5可以檢測到鉆桿內部磁通量由弱變強，線性霍爾傳感器5將所檢測到的信號輸送給處理器，同時，加速度傳感器將向處理器輸出表示鉆機處于鉆進狀態(tài)的正信號。
[0024]當動力頭2回退時，動力頭2連同加速度傳感器3后退，線性霍爾傳感器5所檢測到的鉆桿內的磁通量將由強變弱，線性霍爾傳感器4將所檢測到的信號輸送給處理器，同時，加速度傳感器將向處理器輸出表示鉆機處于回退狀態(tài)的負信號。
[0025]而當出現卡桿時，此時，動力頭2將帶著加速度傳感器3往復移動，加速度傳感器3將向處理器輸出信號。卡桿時鉆桿不動，此時線性霍爾傳感器5所檢測到的鉆桿內的磁通量不變，此時，線性霍爾傳感器5不向處理器輸出信號，用于記錄動力頭往復次數的處理器可將此次動力頭往復視為無效，不予記錄。
[0026]在具體使用測量儀測量打鉆深度時，在打入過程測量時的具體流程如圖3所示。測量時，將動力頭完成一個鉆進工作狀態(tài)和一個回退工作狀態(tài)作為一個往復周期，計數一次，當線性霍爾傳感器不向處理器輸出信號時，即將動力頭往復視為無效而忽略不計。假設動力頭的鉆進行程1，動力頭的鉆進次數為n，那么鉆機打鉆深度則為L=l*n。
【主權項】
1.鉆機打鉆深度測量儀，其特征在于:包括用于磁化由動力頭驅動的鉆桿的永磁勵磁裝置和用于在鉆機的動力頭往復移動方向上布置在動力頭前方的與磁化后的鉆桿對應以測量鉆桿內部磁通量變化的磁感應傳感器，測量儀還包括用于隨鉆機的動力頭往復移動以檢測動力頭前進、后退狀態(tài)的加速度傳感器，測量儀還包括用于與磁感應傳感器的信號輸出端及加速度傳感器的信號輸出端連接的用于對動力頭往復運動周期進行計數的處理器。
2.根據權利要求1所述的鉆機打鉆深度測量儀，其特征在于:所述的磁感應傳感器為用于布置磁化后的鉆桿外周的線性霍爾傳感器。
3.鉆機，包括機身，機身上沿前后方向往復移動裝配有用于驅動鉆桿旋轉打孔的動力頭，其特征在于:所述的鉆機還包括用于測量鉆機打鉆深度的測量儀，測量儀包括用于磁化由動力頭驅動的鉆桿的永磁勵磁裝置和在鉆機的動力頭往復移動方向上布置在動力頭前方的與磁化后的鉆桿對應以測量鉆桿內部磁通量變化的磁感應傳感器，測量儀還包括隨鉆機的動力頭往復移動的用于檢測動力頭前進、后退狀態(tài)的加速度傳感器，測量儀還包括與磁感應傳感器的信號輸出端及加速度傳感器的信號輸出端連接的用于對動力頭往復運動周期進行計數的處理器。
4.根據權利要求3所述的鉆機，其特征在于:所述的加速度傳感器固設在動力頭上。
5.根據權利要求3所述的鉆機，其特征在于:所述的永磁勵磁布置在動力頭后側。
6.根據權利要求3或4或5所述的鉆機，其特征在于:所述的磁感應傳感器為用于布置在由磁化后的鉆桿外周的線性霍爾傳感器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鉆機打鉆深度測量儀及使用該測量儀的鉆機，鉆機包括機身，機身上裝配有動力頭，還包括用于測量鉆機打鉆深度的測量儀，測量儀包括用于磁化由動力頭驅動的鉆桿的永磁勵磁裝置和在鉆機的動力頭往復移動方向上布置在動力頭前方的與磁化后的鉆桿對應以測量鉆桿內部磁通量變化的磁感應傳感器，測量儀還包括隨鉆機的動力頭往復移動的用于檢測動力頭前進、后退狀態(tài)的加速度傳感器，測量儀還包括與磁感應傳感器的信號輸出端及加速度傳感器的信號輸出端連接的用于對動力頭往復運動周期進行計數的處理器。鉆機上安裝有測量儀，由測量儀對動力頭的往復運動次數進行計數，并可避免卡桿時仍然進行計數的問題，結構簡單，測量精度高。
【IPC分類】E21B47-04
【公開號】CN204457751
【申請?zhí)枴緾N201420864154
【發(fā)明人】范運興, 賀衛(wèi)星, 解毅, 王志東, 劉俊州
【申請人】鄭州光力科技股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月31日