一种具有专家诊断功能的矿用随钻测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有专家诊断功能的矿用随钻测量装置。包括矿用本安型随钻测量探管、矿用隔爆兼本安型计算机、矿用本安型专家诊断仪、矿用本安型键盘。所述矿用本安型随钻测量探管实时采集钻头的姿态信息并进行姿态融合结算后，通过矿用通缆钻杆向外传递；所述矿用本安型数据诊断仪接收探管传出姿态信息，并监控探管、通缆钻杆的状态，做出判别，后将信息通过RS485串行总线传递给矿隔爆兼本安型计算机；所述矿用隔爆兼本安型计算机接收信息并通过专门的测量软件进行显示。本研究实用新型不但能够实时判断测量探管是否故障，同时也能够检测通缆钻杆是否存在故障，从而提高工人成孔效率，降低塌孔、掉钻的风险。
【专利说明】
一种具有专家诊断功能的矿用随钻测量装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种煤矿与石油使用的矿用有线随钻测量装置，具体涉及一种具有专家诊断功能的矿用随钻测量装置。
【背景技术】
[0002]矿用有线随钻测量装置被广泛应用于煤矿、石油等恶劣环境中，可随钻测量钻孔倾角、方位角、工具面向角等主要参数，同时可实现钻孔参数、轨迹即时显示，便于司钻人员随时了解钻孔施工情况，并及时调整弯头方向和工艺参数，准确的定向钻进。具有组成简单，结构可靠，易于操作的特点，但作为实时、可靠通信的关键部件的通缆钻杆会随着频繁使用，每个钻杆的接头部分会出现破损、松动严重影响信号的传输。同时，工人在钻孔施工前必须对所有的通缆钻杆进行检查，但排查手段单一，不能够有效检查出故障钻杆，导致钻进中途退钻检查，不但增加工人的劳动量，降低成孔效率，更严重的是大大增加了塌孔、掉钻的风险。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对现有矿用有线随钻测量装置存在的不足，提供了一种具有实时专家诊断功能的矿用有线随钻测量装置。
[0004]为实现上述目的，本实用新型公开了如下技术方案:
[0005]—种具有专家诊断功能的矿用随钻测量装置，包括矿用本安型随钻测量探管、矿用隔爆兼本安型计算机、矿用本安型专家诊断仪、矿用本安型键盘，所述矿用本安型随钻测量探管连接矿用本安型专家诊断仪，矿用本安型随钻测量探管实时采集钻头的姿态信息并进行姿态融合结算后，通过矿用通缆钻杆向外传递;所述矿用本安型专家诊断仪接收矿用本安型随钻测量探管传出的姿态信息，并监测矿用本安型随钻测量探管探管、矿用通缆钻杆的状态，做出判别后，将信息通过RS485串行总线传递给矿用隔爆兼本安型计算机;所述矿用隔爆兼本安型计算机接收信息并通过专门的测量软件进行显示;所述矿用本安型键盘连接矿用隔爆兼本安型计算机。
[0006]进一步的，所述矿用本安型随钻测量探管由姿态测量单元、通信转换单元及探管供电单元组成，姿态测量单元通过三轴加速度计传感器和三轴磁传感器采集钻头的三轴加速度分量和三轴磁分量并进行姿态融合结算，通信转换单元将融合后的姿态信息转换成电流信号通过矿用通缆钻杆传输给矿用本安型专家诊断仪，探管供电单元用于给通信转换单元和姿态测量单元提供电源。
[0007]进一步的，所述矿用本安型专家诊断仪包括供电单元、自复位过流、过压保护电路、电流检测单元、电压检测单元、电阻检测单元、探管姿态接收单元、信号处理单元及RS485通信单元，其中，供电单元给专家诊断仪提供电源，自复位过流、过压保护单元用于实现诊断仪过流、过压保护，电流检测单元用于电流信号的实时采集，电压检测单元用于电压信号的实时采集，电阻检测单元用于电阻信号的实时采集，探管姿态接收单元用于接收探管传来的姿态信息，信号处理单元用于对采集到的电流、电压及电阻信号进行A/D转换处理，并通过RS485通信单元传输到矿用隔爆兼本安型计算机。
[0008]进一步的，所述矿用本安型计算机主要包括AC-DC转换单元、工控机处理单元、通信隔离单元、显示单元及对外I/O接口，其中，AC-DC转换单元将外部输入的交流127V转换成24V DC、12V DC、5V DC供给其内部各个功能单元，显示单元及矿用本安型键盘用于实现人机交互，工控机处理单元用于信息的处理并由专门的测量软件显示监测数据，通信隔离单元用于实现USB信号或RS485信号的隔离与转换，对外I/O接口用于实现矿用隔爆兼本安型计算机与键盘、矿用本安型专家诊断仪的电气连接。
[0009]本实用新型所述的矿用有线随钻测量装置，功能强大，集信息采集、处理、保护、故障诊断于一体;不但可实现整个装置的过流、过压自动复位保护，同时实时监测整个装置的通信线路状态，判断探管、通缆钻杆、计算机是否故障，特别是对于通缆钻杆的检测降低了工人的重复劳动强度、提高了定向钻孔成功率，大大降低了塌孔、掉钻所带来的风险和损失。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型所述的矿用随钻测量装置组成框图。
[0011 ]图2为本实用新型所述的矿用本安型随钻测量探管原理框图。
[0012]图3为本实用新型所述的矿用本安型专家诊断仪原理框图。
[0013]图4为本实用新型所述的矿用隔爆兼本安型计算机原理框图。
[0014]其中:
[0015]1.矿用本安型随钻测量探管 2.矿用本安型专家诊断仪
[0016]3.矿用本安型键盘4.矿用隔爆兼本安型计算机
[0017]101.探管供电单元102.通信转换单元
[0018]103.姿态测量单元201.电流检测单元
[0019]202.电压检测单元203.电阻检测单元
[0020]204.探管姿态接收单元205.信号处理单元
[0021]206.RS485通信单元207.自复位过流、过压保护电路
[0022]208.诊断仪供电单元301.AC-DC转换单元
[0023]302.通信隔离单元303.对外I/O接口
[0024]304.工控机处理单元305.显示单元
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步描述。
[0026]请参见图1。一种具有专家诊断功能的矿用随钻测量装置，包括矿用本安型随钻测量探管1、矿用隔爆兼本安型计算机4、矿用本安型专家诊断仪2、矿用本安型键盘3，所述矿用本安型随钻测量探管I连接矿用本安型专家诊断仪2，矿用本安型随钻测量探管I实时采集钻头的姿态信息并进行姿态融合结算后，通过矿用通缆钻杆向外传递;所述矿用本安型专家诊断仪2接收矿用本安型随钻测量探管I传出的姿态信息，并监测矿用本安型随钻测量探管探管1、矿用通缆钻杆的状态，做出判别后，将信息通过RS485串行总线传递给矿用隔爆兼本安型计算机4;所述矿用隔爆兼本安型计算机4接收信息并通过专门的测量软件进行显示;所述矿用本安型键盘3连接矿用隔爆兼本安型计算机4。
[0027]请参见图2。矿用本安型随钻测量探管I由姿态测量单元103、通信转换单元102及探管供电单元101组成，姿态测量单元103通过三轴加速度计传感器和三轴磁传感器采集钻头的三轴加速度分量和三轴磁分量并进行姿态融合结算，通信转换单元102将融合后的姿态信息转换成电流信号通过矿用通缆钻杆传输给矿用本安型专家诊断仪2，探管供电单元101用于给通信转换单元102和姿态测量单元103提供电源。
[0028I请参见图3。矿用本安型专家诊断仪2包括供电单元208、自复位过流、过压保护电路207、电流检测单元201、电压检测单元202、电阻检测单元203、探管姿态接收单元204、信号处理单元206及RS485通信单元206，其中，供电单元208给专家诊断仪2提供电源，自复位过流、过压保护单元207用于实现诊断仪过流、过压保护，电流检测单元201用于电流信号的实时采集，电压检测单元202用于电压信号的实时采集，电阻检测单元203用于电阻信号的实时采集，探管姿态接收单元204用于接收探管传来的姿态信息，信号处理单元205用于对采集到的电流、电压及电阻信号进行A/D转换处理，并通过RS485通信单元206传输到矿用隔爆兼本安型计算机4。
[0029]请参见图4。矿用隔爆兼本安型计算机4主要包括AC-DC转换单元301、工控机处理单元304、通信隔离单元302、显示单元305、对外I/O接口 303，其中，AC-DC转换单元301将外部输入的交流127V转换成24V DC、12V DC、5V DC供给其内部各个功能单元，显示单元305及矿用本安型键盘4用于实现人机交互，工控机处理单元304用于信息的处理并由专门的测量软件显示监测数据，通信隔离单元302用于实现USB信号或RS485信号的隔离与转换，对外I/O接口 303用于实现矿用隔爆兼本安型计算机4与矿用本安型键盘3、矿用本安型专家诊断仪2的电气连接。
[0030]由此可见，本实用新型所述的矿用有线随钻测量装置，功能强大，集信息采集、处理、保护、专家诊断于一体其优点在于:
[0031]1、具有自复位过压、过流保护功能，可实现手动/自动过压、过流保护功能的复位。
[0032]2、能够实时监测探管三轴加速度、三轴磁传感器的三轴分量，检测探管是否处于正常工作状态。
[0033]3、实时监测通缆钻杆状态，判断钻杆是否出现破损、断裂等故障。
[0034]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，而非对其限制;应当指出，尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种具有专家诊断功能的矿用随钻测量装置，其特征在于，包括矿用本安型随钻测量探管、矿用隔爆兼本安型计算机、矿用本安型专家诊断仪、矿用本安型键盘，所述矿用本安型随钻测量探管连接矿用本安型专家诊断仪，矿用本安型随钻测量探管实时采集钻头的姿态信息并进行姿态融合结算后，通过矿用通缆钻杆向外传递;所述矿用本安型专家诊断仪接收矿用本安型随钻测量探管传出的姿态信息，并监测矿用本安型随钻测量探管探管、矿用通缆钻杆的状态，做出判别后，将信息通过RS485串行总线传递给矿用隔爆兼本安型计算机;所述矿用隔爆兼本安型计算机接收信息并通过专门的测量软件进行显示;所述矿用本安型键盘连接矿用隔爆兼本安型计算机。2.根据权利要求1所述的一种具有专家诊断功能的矿用随钻测量装置，其特征在于，所述矿用本安型随钻测量探管由姿态测量单元、通信转换单元及探管供电单元组成，姿态测量单元通过三轴加速度计传感器和三轴磁传感器采集钻头的三轴加速度分量和三轴磁分量并进行姿态融合结算，通信转换单元将融合后的姿态信息转换成电流信号通过矿用通缆钻杆传输给矿用本安型专家诊断仪，探管供电单元用于给通信转换单元和姿态测量单元提供电源。3.根据权利要求1所述的一种具有专家诊断功能的矿用随钻测量装置，其特征在于，所述矿用本安型专家诊断仪包括供电单元、自复位过流、过压保护电路、电流检测单元、电压检测单元、电阻检测单元、探管姿态接收单元、信号处理单元及RS485通信单元，其中，供电单元给专家诊断仪提供电源，自复位过流、过压保护单元用于实现诊断仪过流、过压保护，电流检测单元用于电流信号的实时采集，电压检测单元用于电压信号的实时采集，电阻检测单元用于电阻信号的实时采集，探管姿态接收单元用于接收探管传来的姿态信息，信号处理单元用于对采集到的电流、电压及电阻信号进行A/D转换处理，并通过RS485通信单元传输到矿用隔爆兼本安型计算机。4.根据权利要求1所述的一种具有专家诊断功能的矿用随钻测量装置，其特征在于，所述矿用隔爆兼本安型计算机主要包括AC-DC转换单元、工控机处理单元、通信隔离单元、显示单元及对外I/O接口，其中，AC-DC转换单元将外部输入的交流127V转换成24V DCU2VDC、5V DC供给其内部各个功能单元，显示单元及矿用本安型键盘用于实现人机交互，工控机处理单元用于信息的处理并由专门的测量软件显示监测数据，通信隔离单元用于实现USB信号或RS485信号的隔离与转换，对外I/O接口用于实现矿用隔爆兼本安型计算机与键盘、矿用本安型专家诊断仪的电气连接。
【文档编号】E21B47/02GK205638422SQ201620443347
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】杨英男, 彭腊梅, 张玉碧, 刘伟, 冯大钧, 阮俞颖, 吴根书, 刘凡
【申请人】陕西太合科技有限公司