一种车载式井中电磁流量仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿山、煤田水文地质技术领域，具体涉及一种车载式井中电磁流量仪。
【背景技术】
[0002] 随着我国矿山水文地质、煤田水文地质工作、环境水文地质工作不断开展，大量水 文地质孔的施工、地下水长期动态监测以及地下水运移速度和方向的模拟等工作耗费了大 量的人力，原有的工作模式和工作方法无法适应高强度的工作需要，因此需要一套高效、高 标准的计量仪器来应对发展的需要。
【发明内容】
[0003] 本发明的要解决的技术问题是提供一种针对地下水长期动态监测及水文地质孔 施工过程中人工采集数据的随意性和繁琐性，实现了水文地质参数采集全数字化、高精度 化车载式井中电磁流量仪。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种车载式井中电磁流量仪，包括 车载的供电系统、翻译成图系统、采集传输系统；
[0005] 所述供电系统为3至5千瓦小型发电机；
[0006] 所述翻译成图系统包括操控面板、PC采集机；
[0007] 所述采集传输系统包括井下探管、水文孔套管、井口滑轮、单芯电缆、数控绞车；
[0008] 所述发电机通过线路为所述PC采集机、操控面板和数控绞车供电；
[0009] 所述水文孔套管穿在野外钻孔内；所述井下探管由单芯电缆第一端牵引，在所述 水文孔套管内上下移动；
[0010] 所述单芯电缆绕井口滑轮并缠绕所述数控绞车，其第二端与所述操控面板连接； 所述操控面板通过线路与所述PC采集机连接。
[0011] 所述井下探管将采集的井下模拟信号通过单芯电缆传输给操控面板，所述操控面 板将所述模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传输给所述PC采集机；所述PC采集机将 获取的所述数字信号在PC终端上实时成图，形成可视化数据信息。
[0012] 所述井下探管包括设置于其上下两端的两个磁极，测量井下流体流量时，将所述 井下探管置于井下，井下流体流过所述井下探管切割磁感线产生感生电势模拟信号，该感 生电势模拟信号依次传输给操控面板和PC采集机，从而获取井下流体流量的实时图像信 肩、。
[0013] 一种井中电磁流量测量方法，包括以下步骤：
[0014] 步骤一、将井下探管由单芯电缆牵引进入野外钻孔内的水文孔套管内；
[0015] 步骤二、将井下流体切割所述井下探管上下磁极构成磁感线而产生的感生电势模 拟信号传输给车载操控面板；
[0016] 步骤三、所述车载操控面板将所述感生电势模拟信号转换为数字信号，并将该数 字信号传输给所述PC采集机；
[0017] 步骤四、所述PC采集机将所述数字信号转换为井下流体流量的实时图像信息。
[0018] 本发明的有益效果：
[0019] (1)灵活方便、降低劳动强度：在野外作业车内，能对孔距在20?30m的一组水文 钻孔同时进行测量。在不同地区、不同工作环境下采集高精度的地下水资料，代替了人工采 集数据繁琐而又漫长的过程，大幅度降低劳动强度。
[0020] (2)本发明所有仪器及配件的研发均以携带方便为准则，数控绞车采用单芯电缆， 大大减轻了绞车的重量，即便不将仪器安置在野外作业车内也能顺利的将仪器运送到工作 现场。
[0021] (3)测量精度高：人工采集数据时无法做到24小时不间断工作，采集的数据多伴 有人为因素的影响，且无法准确的测量地下水微弱的变化。本发明应用高精度的数字采集 系统，从而能够24小时不间断测量地下水的动态变化特征。
[0022] (4)本发明的PC采集机最终输出图形信息，能满足水文地质工作中绘制各类原始 图件的要求。
[0023] (5)用井下探管上设置的对称分布的电极测量流体流过时，切割磁力线产生的感 生电势，通过操控面板将感生电势模拟信号转换为井中流量数字信号。避免了因井下探管 倾斜及流场中存在悬浮颗粒等各种因素给仪器计量带来的影响。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明车载式井中电磁流量仪结构示意图；
[0025] 图2为应用本发明车载式井中电磁流量仪测量的效果图。
[0026] 图中：1_供电系统，101-3至5千瓦小型发电机，2-翻译成图系统，201-PC采集机， 202-操控面板，3-采集传输系统，301-井下探管，302-水文孔套管，303-井口滑轮，304-单 芯电缆，305-数控绞车，4-野外作业车。
【具体实施方式】
[0027] 以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
[0028] 如图1所示，本发明一种车载式井中电磁流量仪，包括野外作业车4装载的供电系 统1、翻译成图系统2、米集传输系统3 ;
[0029] 所述供电系统为3至5千瓦小型发电机101 ;
[0030] 所述翻译成图系统包括PC采集机201、操控面板202 ;
[0031] 所述采集传输系统包括井下探管301、水文孔套管302、井口滑轮303、单芯电缆 304、数控绞车305 ;
[0032] 所述3至5千瓦小型发电机101通过线路为所述PC采集机201、操控面板202和 数控绞车305供电；
[0033] 所述水文孔套管302穿在野外钻孔内；所述井下探管301由单芯电缆304第一端 牵引，在所述水文孔套管302内上下移动，进而采集井下模拟信号；
[0034] 所述单芯电缆304绕井口滑轮303并缠绕所述数控绞车305,其第二端与所述操控 面板202连接；所述操控面板202通过线路与所述PC采集机201连接；
[0035] 所述井下探管301将采集的井下模拟信号通过单芯电缆304传输给操控面板202， 所述操控面板202将所述模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传输给所述PC采集机 201 ;所述PC采集机201将获取的所述数字信号在PC终端上实时成图，形成可视化数据信 息；
[0036] 所述井下探管301包括设置于其上下两端的两个磁极，测量井下流体流量时，将 所述井下探管301置于井下，井下流体垂直于所述井下探管切割磁感线产生感生电势模拟 信号，该感生电势模拟信号依次传输给操控面板202和PC采集机201，从而获取井下流体流 量的实时图像信息。
[0037] 所述采集传输系统3可以包括多套由井下探管301、水文孔套管302、井口滑轮 303、单芯电缆304、数控绞车305组成的测量单元。
[0038] 一种井中电磁流量测量方法，包括以下步骤：
[0039] 步骤一、将井下探管301由单芯电缆304牵引进入野外钻孔内的水文孔套管302 内；
[0040] 步骤二、将井下流体切割所述井下探管301上下磁极构成磁感线而产生的感生电 势模拟信号传输给车载操控面板202 ;
[0041] 步骤三、所述车载操控面板202将所述感生电势模拟信号转换为数字信号，并将 该数字信号传输给所述PC采集机201 ;
[0042] 步骤四、所述PC采集机201将所述数字信号转换为井下流体流量的实时图像信 肩、。
[0043] 下面举例说明本发明车载电磁流量仪与人工测量精度的差异性，见表1。
[0044] (1)首先，本发明的测量时间可以精确以秒为单位，而人工测量时间最多能只能以 分钟为单位；其次，对于井中流量细微的变化人工无法测量，并且本发明采集的各项数据精 度均优于人工采集的数据。
[0045] 表1本发明采集的原始数据与人工采集的原始数据对比
[0046]
【主权项】
1. 一种车载式井中电磁流量仪，其特征在于：包括车载的供电系统、翻译成图系统、采 集传输系统； 所述供电系统为3至5千瓦小型发电机； 所述翻译成图系统包括操控面板、PC采集机； 所述采集传输系统包括井下探管、水文孔套管、井口滑轮、单芯电缆、数控绞车； 所述发电机通过线路为所述PC采集机、操控面板和数控绞车供电； 所述水文孔套管穿在野外钻孔内；所述井下探管由单芯电缆第一端牵引，在所述水文 孔套管内上下移动； 所述单芯电缆绕井口滑轮并缠绕所述数控绞车，其第二端与所述操控面板连接；所述 操控面板通过线路与所述PC采集机连接。
2. 按照权利要求1所述的车载式井中电磁流量仪，其特征在于：所述井下探管将采集 的井下模拟信号通过单芯电缆传输给操控面板，所述操控面板将所述模拟信号转换为数字 信号，并将数字信号传输给所述PC采集机；所述PC采集机将获取的所述数字信号在PC终 端上实时成图，形成可视化数据信息。
3. 按照权利要求2所述的车载式井中电磁流量仪，其特征在于：所述井下探管包括设 置于其上下两端的两个磁极，测量井下流体流量时，将所述井下探管置于井下，井下流体垂 直于所述井下探管切割磁感线产生感生电势模拟信号，该感生电势模拟信号依次传输给操 控面板和PC采集机，从而获取井下流体流量的实时图像信息。
4. 一种井中电磁流量测量方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一、将井下探管由单芯电缆牵引进入野外钻孔内的水文孔套管内； 步骤二、将井下流体切割所述井下探管上下磁极构成磁感线而产生的感生电势模拟信 号传输给车载操控面板； 步骤三、所述车载操控面板将所述感生电势模拟信号转换为数字信号，并将该数字信 号传输给所述PC采集机； 步骤四、所述PC采集机将所述数字信号转换为井下流体流量的实时图像信息。
【专利摘要】本发明涉及一种车载式井中电磁流量仪，包括车载的供电系统、翻译成图系统、采集传输系统；翻译成图系统包括操控面板、PC采集机；采集传输系统包括井下探管、水文孔套管、井口滑轮、单芯电缆、数控绞车。还涉及井中电磁流量测量方法，包括：1将井下探管由单芯电缆牵引进入野外钻孔内的水文孔套管内；2将井下流体产生的感生电势模拟信号传输给车载操控面板；3车载操控面板将所述感生电势模拟信号转换为数字信号，将该数字信号传输给所述PC采集机；4PC采集机将所述数字信号转换为井下流体流量的实时图像信息。本发明克服了地下水长期动态监测及水文地质孔施工过程中人工采集数据的随意性和繁琐性，实现了水文地质参数采集全数字化、高精度化。
【IPC分类】E21B47-00, G01F1-58
【公开号】CN104612656
【申请号】CN201310543269
【发明人】康勇, 井然, 张霖, 任满船, 张大绪, 王福东, 邢东旭, 魏周政
【申请人】核工业二一六大队
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年11月5日