一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，包括安装在钻孔用钻头后部的测试探头和布设在地面上且位于所成型钻孔孔口处的孔口监视器；测试探头包括中部设置有内腔且外径由上至下逐渐减小的圆锥形探头、安装在内腔内的电子线路板和对所述内腔进行密封的密封板；电子线路板上设置有信号检测单元、信号放大电路、A/D转换电路、数据处理器一和蓝牙无线通信模块一；信号检测单元包括三轴加速度计、三轴磁强计和温度传感器；孔口监视器包括数据处理器二以及参数输入单元、显示单元、数据存储卡和蓝牙无线通信模块二。本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能解决现有钻孔测斜仪存在的多种问题。
【专利说明】一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种钻孔测斜仪，尤其是涉及一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪。
【背景技术】
[0002]测斜仪是定向钻进工程中必不可缺的一部分。钻探与钻井工程中，钻孔通常是用一条空间曲线来描述。这条曲线代表钻孔轴线，是钻孔轴线的轨迹线，其空间形态代表了钻孔的空间形态。以测点为基础绘制的钻孔轨迹为折线，其与实际轨迹近似的程度取决于测点的密集程度。在早期的近水平定向钻进过程中，由于受到钻具和测斜仪制造技术的限制，无法做到实时测量，只能在钻进一定孔深后测量其定向效果。例如广泛使用的全方位钻孔测斜仪测量钻孔轨迹，一般是钻孔成孔后，再将测量探管送入孔中定点测量，该测量方式虽然可以知道钻孔的轨迹方向，但是增加了施工的工作量。
[0003]常规的钻孔测斜仪系统主要由测斜仪探头、测井电缆、绞车、控制系统、数字采集器和笔记本计算机等几部分组成，其中测井电缆既是连接测斜仪探头与数字采集器的导线，也是提升测斜仪的牵引绳，笔记本计算机则进行测斜数据的采集和处理等。测井电缆、绞车和控制系统的配置，既增加了成本，同时也极大程度上增大了测斜仪系统的质量，特别是当钻孔深度较深时，需要配备测井电缆的长度较长，一般均需配备IOOOm甚至更长的测井电缆，加上绞车和电机后，测斜仪的质量有好几百千克，野外搬迁、运输困难，特别是许多车辆无法开到工作现场的机台上，其搬迁全靠人力进行，往往需要10多人才能将整套系统搬运至机台上，费时费力。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能解决现有钻孔测斜仪存在的所需测井电缆长度长、使用操作不便、工作强度大等问题。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征在于:包括安装在钻孔用钻头后部的测试探头和布设在地面上且位于所成型钻孔孔口处的孔口监视器；所述测试探头包括中部设置有内腔且外径由上至下逐渐减小的圆锥形探头、安装在所述内腔内的电子线路板和对所述内腔进行密封的密封板，所述圆锥形探头与所述钻头呈平行布设；所述电子线路板上设置有信号检测单元、与信号检测单元相接的信号放大电路、与信号放大电路相接的A/D转换电路、与A/D转换电路相接的数据处理器一和与数据处理器一相接的蓝牙无线通信模块一；所述信号检测单元包括三轴加速度计、三轴磁强计和温度传感器，所述三轴加速度计、三轴磁强计和温度传感器均与信号放大电路相接；所述孔口监视器包括数据处理器二以及分别与数据处理器二相接的参数输入单元、显示单元、数据存储卡和蓝牙无线通信模块二，所述数据处理器一通过蓝牙无线通信模块一和蓝牙无线通信模块二与数据处理器二进行双向通信。
[0006]上述一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征是:所述电子线路板上还设置有与数据处理器一相接的数据传输接口。
[0007]上述一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征是:所述数据处理器一为单片机SST89E564RD。
[0008]上述一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征是:所述电子线路板上还设置有与数据处理器一相接的数据存储器。
[0009]上述一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征是:所述数据传输接口为RS232串行接口。
[0010]上述一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征是:所述数据存储器为AM29F04 0B存储芯片。
[0011]上述一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征是:所述蓝牙无线通信模块一和蓝牙无线通信模块二均为BlueRS+MF3蓝牙芯片。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、电路简单、设计合理且接线方便，投入成本较低。
[0014]2、使用操作简便且操作方式灵活，测试探头安装在钻头后部且其结构设计合理、安装布设方便，在钻进过程中便能进行定点测量，并将所检测数据进行同步存储；待成孔后，通过孔口监视器对测试探头所检测数据进行显示。实际使用时，也可以在钻进过程中通过蓝牙无线通信模块一和蓝牙无线通信模块二将所检测数据同步上传至孔口监视器。
[0015]3、使用效果好且实用价值高，取消了测井电缆，能充分利用现有的钢丝绳和绞车，极大程度上降低了设备重量，有效减轻了搬运工作强度。
[0016]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能有效解决现有钻孔测斜仪存在的所需测井电缆长度长、使用操作不便、工作强度大等问题。
[0017]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0019]附图标记说明:
[0020]I一测试探头；1-1 一彳目号检测单兀；1-11 一二轴加速度计；
[0021]1-12一二轴磁强计；1-13—温度传感器；1-2—彳目号放大电路；
[0022]1-3—数据处理器一 ；1-4一蓝牙无线通信模块一；
[0023]1-5—A/D转换电路；1-6—数据传输接口；1_7—数据存储器；
[0024]2—孔口监视器；2-1—数据处理器二；2-2—参数输入单元；
[0025]2-3一显不单兀；2-4—蓝牙无线通/[目模块二 ；
[0026]2-5—数据存储卡。
【具体实施方式】
[0027]如图1所示，本实用新型包括安装在钻孔用钻头后部的测试探头I和布设在地面上且位于所成型钻孔孔口处的孔口监视器2。所述测试探头I包括中部设置有内腔且外径由上至下逐渐减小的圆锥形探头、安装在所述内腔内的电子线路板和对所述内腔进行密封的密封板，所述圆锥形探头与所述钻头呈平行布设。所述电子线路板上设置有信号检测单元1-1、与信号检测单元1-1相接的信号放大电路1-2、与信号放大电路1-2相接的A/D转换电路1-5、与A/D转换电路1-5相接的数据处理器一 1-3和与数据处理器一 1-3相接的蓝牙无线通信模块一 1-4。所述信号检测单元1-1包括三轴加速度计1-11、三轴磁强计1-12和温度传感器1-13，所述三轴加速度计1-11、三轴磁强计1-12和温度传感器1-13均与信号放大电路1-2相接。所述孔口监视器2包括数据处理器二 2-1以及分别与数据处理器二2-1相接的参数输入单元2-2、显示单元2-3、数据存储卡2-5和蓝牙无线通信模块二 2_4，所述数据处理器一 1-3通过蓝牙无线通信模块一 1-4和蓝牙无线通信模块二 2-4与数据处理器二 2-1进行双向通信。
[0028]本实施例中，所述电子线路板上还设置有与数据处理器一 1-3相接的数据传输接Π 1-6。
[0029]本实施例中，所述数据处理器一 1-3为单片机SST89E564RD。
[0030]实际使用时，所述数据处理器一 1-3也可以采用其它型号的处理器芯片。
[0031]本实施例中，所述电子线路板上还设置有与数据处理器一 1-3相接的数据存储器1-7。
[0032]本实施例中，所述数据传输接口 1-6为RS232串行接口。所述数据存储器1_7为AM29F040B存储芯片。
[0033]实际使用时，所述数据存储器1-7也可以采用其它类型的存储器。
[0034]本实施例中，所述蓝牙无线通信模块一 1-4和蓝牙无线通信模块二 2-4均为BlueRS+MF3蓝牙芯片。
[0035]实际使用过程中，所述蓝牙无线通信模块一 1-4和蓝牙无线通信模块二 2-4也可以采用其它类型的蓝牙无线通信模块。
[0036]实际使用过程中，通过三轴加速度计1-11和三轴磁强计1-12对所述钻头的姿态(包括倾斜角、方位角和工具面向角)进行测量，通过温度传感器1-13对所处位置处的温度信息进行检测，再通过信号放大电路1-2对信号检测单元1-1 (包括三轴加速度计1-11、三轴磁强计1-12和温度传感器1-13)所检测信号进行放大后，再经A/D转换电路1-5进行模数转换，并送至数据处理器一 1-3，所述数据处理器一 1-3再通过蓝牙无线通信模块一 1-4和蓝牙无线通信模块二 2-4将信号检测单元1-1所检测信号同步发送至数据处理器二 2-1，所述数据处理器二 2-1控制显示单元2-3对信号检测单元1-1所检测信号进行同步显示，并将所检测信号同步保存在数据存储卡2-5内。
[0037]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征在于:包括安装在钻孔用钻头后部的测试探头(I)和布设在地面上且位于所成型钻孔孔口处的孔口监视器(2);所述测试探头(I)包括中部设置有内腔且外径由上至下逐渐减小的圆锥形探头、安装在所述内腔内的电子线路板和对所述内腔进行密封的密封板，所述圆锥形探头与所述钻头呈平行布设；所述电子线路板上设置有信号检测单元(1-1)、与信号检测单元(1-1)相接的信号放大电路(1-2)、与信号放大电路(1-2)相接的A/D转换电路(1-5)、与A/D转换电路(1-5)相接的数据处理器一(1-3)和与数据处理器一(1-3)相接的蓝牙无线通信模块一(1-4);所述信号检测单元(1-1)包括三轴加速度计(1-11)、三轴磁强计(1-12)和温度传感器(1-13)，所述三轴加速度计(1-11)、三轴磁强计(1-12)和温度传感器(1-13)均与信号放大电路(1-2)相接；所述孔口监视器(2)包括数据处理器二(2-1)以及分别与数据处理器二(2-1)相接的参数输入单元(2-2)、显示单元(2-3)、数据存储卡(2-5)和蓝牙无线通信模块二(2-4)，所述数据处理器一(1-3)通过蓝牙无线通信模块一(1-4)和蓝牙无线通信模块二(2-4)与数据处理器二(2-1)进行双向通信。
2.按照权利要求1所述的一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征在于:所述电子线路板上还设置有与数据处理器一(1-3)相接的数据传输接口(1-6)。
3.按照权利要求1或2所述的一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征在于:所述数据处理器一(1-3)为单片机SST89E564RD。
4.按照权利要求1或2所述的一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征在于:所述电子线路板上还设置有与数据处理器一(1-3)相接的数据存储器(1-7)。
5.按照权利要求2所述的一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征在于:所述数据传输接口(1-6)为RS232串行接口。
6.按照权利要求4所述的一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征在于:所述数据存储器(1-7)为AM29F040B存储芯片。
7.按照权利要求1或2所述的一种基于蓝牙无线通信模块的无缆存储式钻孔测斜仪，其特征在于:所述蓝牙无线通信模块一(1-4)和蓝牙无线通信模块二(2-4)均为BlueRS+MF3蓝牙芯片。
【文档编号】E21B47/26GK203702134SQ201420016796
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】陈燕琴, 王铁权, 张慧军 申请人:长安大学