用来勘测钻孔的方法,钻削设备,和钻孔勘测组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及如独立权利要求1的前序中限定的用来勘测钻孔的方法。
[0002]本发明也涉及如独立权利要求20的前序中限定的用于冲击钻削的钻削设备。
[0003]本发明也涉及如独立权利要求36中限定的用于冲击钻削的方法中和/或用于冲击钻削的设备中使用的钻孔勘测组件。
【背景技术】
[0004]在钻削中，重要的是，具有关于钻孔的深度和方向的信息。为了这个目的，在该技术领域中已知各种钻孔勘测工具和方法，通过该钻孔勘测工具和方法可以获得关于钻孔的深度和方向的信息。
[0005]公开文献US 8011447给出一种典型地用于地下采矿情况的勘测钻孔的方法，其中使用顶锤钻钻削孔，使用位于钻头附近的勘测工具，在钻削操作之后在钻柱从该孔撤回时该勘测工具用于记录位置读书。以这种方式，可以在钻削操作进行时实时地记录由钻柱钻削的实际的孔，并且示出从预期孔位置的偏差。该勘测工具典型地包括惯性勘测包、功率源和数据记录器，该勘测包选自包括在商业上已知的本身已知的勘测包的组，以便具有抵抗振动和撞击的优良特性。勘测工具在进行钻削时被维持在睡眠模式中，并且在钻柱从实际孔路径逐渐撤回时被激活以提供位置数据。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种用来勘测钻孔的方法，一种钻削设备，和一种钻孔勘测工具组件。
[0007]本发明的用来勘测钻孔的方法的特征在于，独立权利要求1的限定。
[0008]该方法的优选实施例在从属权利要求2到19中被限定。
[0009]该方法包括第一提供步骤，该第一提供步骤用来提供钻具，该钻具包括至少一个钻杆和钻头组件。该方法另外包括第二提供步骤，该第二提供步骤用来提供钻孔勘测工具，该钻孔勘测工具包括用来测量钻孔的传感器机构。该方法包括布置步骤，该布置步骤用来将钻孔勘测工具布置在钻具内。该方法包括钻削步骤，该钻削步骤通过包括至少冲击钻削的钻削过程借助钻具用来钻削钻孔。该方法包括测量步骤，该测量步骤通过钻孔勘测工具的传感器机构用来测量钻孔以获得钻孔的数据。该方法包括处理步骤，该处理步骤通过数据处理机构用来处理钻孔的数据以获得钻孔状态信息。在该方法中，使用一种钻具，该钻具包括中心冲洗通道，该中心冲洗通道用来将冲洗流体传导到钻头组件，并且钻孔勘测工具在布置步骤中被布置在中心冲洗通道中，使得冲洗流体可以在中心冲洗通道中流过钻孔勘测工具。该布置步骤优选地但不必然地包括在阻尼机构之间将钻孔勘测工具悬置在钻具的中心冲洗通道中。这种阻尼机构优选地但不必然地包括以下部件的至少一个:由具有0.5和3.0mm之间的厚度的线材或类似物制成的诸如圆锥形弹簧的弹簧机构，液压阻尼机构和气动阻尼机构。这种阻尼机构可以例如包括由线材或类似物制成的诸如圆锥形弹簧的弹簧机构，该线材或类似物的厚度(诸如直径)在0.5和3.0mm之间，优选地在1.0和2.5mm之间，更优选地在1.5和2.0mm之间，例如1.8mm。
[0010]本发明的用于冲击钻削的钻削设备对应地特征在于独立权利要求20的限定。
[0011]钻削设备的优选实施例在从属权利要求21到35中被限定。
[0012]该钻削设备包括用来钻削钻孔的钻具。钻具包括至少一个钻杆和钻头组件。该钻削设备包括钻孔勘测工具，该钻孔勘测工具包括传感器机构，该传感器机构用来测量由钻具钻削的钻孔以获得由钻具钻削的钻孔的数据，其中钻孔勘测工具被布置在钻具内。该钻削设备包括数据处理机构，该数据处理机构用来处理钻孔的数据以获得钻孔状态信息。该钻具包括中心冲洗通道，该中心冲洗通道用来将冲洗流体传导到钻头组件，并且钻孔勘测工具被布置在中心冲洗通道中，使得流体可以在中心冲洗通道中流过钻孔勘测工具。钻孔勘测工具优选地但不必然地在阻尼机构之间被悬置在冲洗通道中。该方法中使用的阻尼机构优选地但不必然地包括以下部件的至少一个:由具有0.5和3.0mm之间的厚度的线材或类似物制成的诸如圆锥形弹簧的弹簧机构，液压阻尼机构和气动阻尼机构。该方法中使用的阻尼机构可以例如包括由线材或类似物制成的诸如圆锥形弹簧的弹簧机构，该线材或类似物的厚度(诸如直径)在0.5和3.0mm之间，优选地在1.0和2.5mm之间，更优选地在1.5和2.0mm之间，例如1.8mm。
[0013]本发明也涉及如权利要求36中限定的用于冲击钻削的方法中和/或用于冲击钻削的设备中使用的钻孔勘测组件。
[0014]钻孔勘测组件的优选实施例在从属权利要求37到50中被限定。
[0015]该钻孔勘测组件包括钻孔勘测工具，该钻孔勘测工具包含用来收集钻孔的数据的传感器机构。钻孔勘测组件另外包括阻尼机构以便在所述阻尼机构之间将钻孔勘测工具悬置在用于冲击钻削的钻具的中心冲洗通道中。这种阻尼机构优选地但不必然地包括以下部件的至少一个:由具有0.5和3.0mm之间的厚度的线材或类似物制成的诸如圆锥形弹簧的弹簧机构，液压阻尼机构和气动阻尼机构。这种阻尼机构可以例如包括由线材或类似物制成的诸如圆锥形弹簧的弹簧机构，该线材或类似物的厚度(诸如直径)在0.5和3.0mm之间，优选地在1.0和2.5mm之间，更优选地在1.5和2.0mm之间，例如1.8mm。
[0016]阻尼机构的目的是在冲击钻削期间保护钻孔勘测组件的部件。钻孔勘测组件的部件可以意指例如用来产生指示角速率的第一信号的至少一个陀螺仪传感器和用来产生指示沿由钻削设备钻削的钻孔的加速度的第二信号的至少一个加速度传感器或钻削设备和可能的压电装置，该压电装置在冲击钻削期间用来获取电能。
[0017]如果钻孔勘测组件设置有在冲击钻削期间用来获取电能的压电装置，则钻孔勘测组件的阻尼机构优选地但不必然地被调整以在冲击钻削期间为压电装置产生正确的振荡频率，使得压电装置在冲击钻削期间能够获取电能。
【附图说明】
[0018]在下面，将通过参考附图更详细地描述本发明，其中
[0019]图1示出钻削设备，
[0020]图2以剖视图示出设置有钻孔勘测组件的钻具的端部，
[0021]图3以剖视图示出根据一个实施例的钻孔勘测组件，
[0022]图4示出第一转接器部分和第二转接器部分，该第一转接器部分和第二转接器部分在一些实施例中用来将钻头组件紧固到钻具的钻杆，并且图4也示出当使用这种第一转接器部分和这种第二转接器部分时如何可以布置钻孔勘测工具，
[0023]图5示出根据另一实施例的钻孔勘测组件，
[0024]图6是压电装置的一个实施例的详细视图，该压电装置可以用于钻孔勘测组件以便在冲击钻削期间用来获取电能，并且
[0025]图7是图6中示出的压电装置的更详细的视图。
【具体实施方式】
[0026]本发明涉及一种用来勘测钻孔的方法，涉及一种钻孔设备，并且涉及一种用于该方法和/或该设备的钻孔勘测组件。
[0027]首先，将更详细地描述用来勘测钻孔的方法和该方法的一些优选实施例和变体。
[0028]该方法包括第一提供步骤，该第一提供步骤用来提供钻具1，该钻具包括至少一个钻杆2和钻头组件3。
[0029]该方法另外包括第二提供步骤，该第二提供步骤用来提供钻孔勘测工具4，该钻孔勘测工具包括用来测量钻孔6的传感器机构5。
[0030]该方法包括布置步骤，该布置步骤用来将钻孔勘测工具4布置在钻具I内。
[0031]该方法包括钻削步骤，该钻削步骤通过包括至少冲击钻削的钻削过程借助钻具I用来钻削钻孔6。
[0032]该方法包括测量步骤，该测量步骤通过钻孔勘测工具4的传感器机构5用来测量钻孔6以获得钻孔6的数据。
[0033]该方法可以包括:发送步骤，该发送步骤用来从钻孔勘测工具4发送钻孔6的数据到数据处理机构7 ;和接收步骤，该接收步骤通过数据处理机构7用来接收钻孔6的数据。在发送步骤和接收步骤中，可以使用有线或无线连接(图中未示出)。在该方法的优选实施例中，该方法包括保存步骤，当钻孔勘测工具4与钻具一起至少部分地位于钻孔6中时，该保存步骤用来将钻孔6的数据存储在钻孔勘测工具4的存储机构26上。在这个优选实施例中，在钻孔勘测工具4已经从钻孔6被移除之后通过从存储机构26传递钻孔6的数据到数据处理机构7执行发送步骤和接收步骤。
[0034]该方法包括处理步骤，该处理步骤通过数据处理机构7用来处理钻孔6的数据以获得钻孔状态?目息。
[0035]在该方法中，使用一种包括中心冲洗通道8的钻具1，该中心冲洗通道用来传导诸如冲洗液体和/或冲洗气体的冲洗流体到钻头组件3，并且钻孔勘测工具4在布置步骤中以可释放的方式或固定地被布置在中心冲洗通道8中，使得冲洗流体可以在中心冲洗通道8中流过钻具I中的钻孔勘测工具4。
[0036]因为钻孔勘测工具4在布置步骤中被布置在中心冲洗通道8中，因此钻孔勘测工具4将被在钻具I的中心冲洗通道8中流动的冲洗流体冷却。
[0037]该方法可以包括使用包括冲洗通道段30的钻头组件3，并且该布置步骤可以包括将钻孔勘测工具4至少部分地布置在钻头组件3的冲洗通道段30中。
[0038]在该方法的一些实施例中，该方法的第一提供步骤包括另外提供转接器9，该转接器包括中心冲洗通道段36。在这种实施例中，该布置步骤包括通过转接器9将钻头组件3紧固到钻具I的钻杆2，使得转接器9的中心冲洗通道段36形成钻具I的中心冲洗通道8的一部分。在这种实施例中，该布置步骤包括将钻孔勘测工具4至少部分地布置在转接器9的中心冲洗通道段36中。
[0039]在该方法的一些实施例中，该方法的第一提供步骤包括另外提供转接器9，该转接器包括第一转接器部分10和第二转