专利名称：煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿地质勘探仪器，特别涉及一种煤矿井下近水平定向长钻孔随 钻测斜装置。
背景技术：
近水平长钻孔系统常用于进行煤矿瓦斯预抽和采区地质勘探等作业，钻孔参数的 测量是近水平钻孔定向钻进技术的关键之一。目前，煤矿井下近水平定向长钻孔采取的常用测斜方式是单点式或者多点式测 量，需借助水力将带电缆的探管输送到指定位置进行测量，测量完成后取回探管继续施钻， 此方法操作繁琐，难度大，且费时费力，严重影响了作业效率，并增加了作业人员的劳动量。 以随钻测斜方式进行测量可很好的解决上述问题，已被广泛的应用于石油钻孔领域，现有 技术中，其数据通信一般采用泥浆脉冲、电磁波、声波等方式，需专用设备支持，导致随钻测 斜系统存在结构复杂、体积过大、信号传输稳定性差、适应性差、成本高等不足，采用线路通 信的随钻测斜系统可实现设备简化，保证传输稳定性，但也存在电缆易绞断的缺点。针对上述不足，需探索一种具有结构简单、体积小、信号传输稳定、适应性强等优 点的随钻测斜系统，以解决煤矿近水平定向长钻孔作业中的所存在的问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，该系 统结构简单，相对于使用泥浆脉冲、电磁波等通信方式，有效减小了设备体积，通信方式可 靠，也克服了线路通信设备电缆易绞断的不足。本实用新型的煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，包括探管组件和测量数 据输出组件，所述探管组件设置于定向钻杆和钻头之间，包括管体、设置于管体内的地磁传 感器、重力加速度传感器和处理器，以及为地磁传感器、重力加速度传感器和处理器供电 的探管电源，所述地磁传感器和重力加速度传感器的检测信号输入处理器；所述测量数据 输出组件包括防爆计算机和计算机电源，处理器的数据输出端连接防爆计算机的数据输入 端。进一步，所述定向钻杆包括至少两根首尾依次固定连接的杆体，杆体内沿轴向设 置有导电芯，相邻两根杆体内的导电芯之间设置有导电弹簧，导电弹簧两端分别顶住导电 芯的相邻端形成通信线路，所述通信线路一端与处理器的数据输出端连接，另一端通过旋 转连接器与防爆计算机的数据输入端连接；进一步，所述探管电源以可拆卸的方式设置于管体内；进一步，所述计算机电源以可拆卸的方式与防爆计算机连接；进一步，所述探管电源和计算机电源均为可充电电池。实用新型的有益效果本实用新型的煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置， 包括探管组件和测量数据输出组件，所述探管组件设置于定向钻杆和钻头之间，包括管体、设置于管体内的地磁传感器、重力加速度传感器和处理器，以及为地磁传感器、重力加速度 传感器和处理器供电的探管电源，所述地磁传感器和重力加速度传感器的检测信号输入处 理器；所述测量数据输出组件包括防爆计算机和计算机电源，所述处理器的数据输出端连 接防爆计算机的数据输入端，使用时，装置随钻杆进入待测点，实现随钻测斜，为钻头定位 提供有效依据；同时，由于通信线路为设置于钻杆内的导电芯，通过旋转连接器来解决随钻 杆转动的导电芯与防爆计算机之间的连接问题，克服了电缆传输易绞断的不足，实现了测 量数据的可靠传输；除此之外，电源采用可拆卸式充电电池，便于更换和运输，环保耐用，可 有效提高设备持续工作能力。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为钻杆组件的结构示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型的结构示意图，图2为钻杆组件的结构示意图，如图所示本实 施例的煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，包括探管组件1和测量数据输出组件2， 所述探管组件1设置于定向钻杆3与钻头之间，包括管体、设置于管体内的地磁传感器5、重 力加速度传感器6和处理器7，以及为地磁传感器5、重力加速度传感器6和处理器7供电 的探管电源4，所述地磁传感器5和重力加速度传感器6的检测信号输入处理器7 ；所述测 量数据输出组件2包括防爆计算机8和为防爆计算机供电的计算机电源9，处理器7的数据 输出端连接防爆计算机8的数据输入端，使用时，装置随钻杆进入待测点，通过传感器测量 的数据输入处理器，经处理器处理后得到的倾角、方位角和工具面向角等结果，实现随钻测 斜，将结果传输至防爆计算机，通过防爆计算机显示屏显示出参数，为钻头定位提供准确有 效的依据。本实施例中，所述定向钻杆3包括四根首尾依次固定连接的杆体10，杆体10内沿 轴向设置有导电芯11，导电芯11可以是铜芯或其他适合用于传输通信信号的导电材料，本 实施例采用铜芯，相邻两根杆体10内的导电芯11之间设置有导电弹簧12，导电弹簧12两 端分别顶住导电芯11的相邻端形成通信线路，所述通信线路一端与处理器7的数据输出端 连接，另一端通过旋转连接器13与防爆计算机8的数据输入端连接，根据所钻孔的长度，需 采用多根钻杆进行固定连接，各钻杆的导电芯之间通过设置预压力的导电弹簧导通，压缩 状态的弹簧与导电芯端部接触更紧密可靠，有效保证了通信的稳定性，同时，采用导电弹簧 结构也使杆体拆装更便捷；采用旋转连接器将导电芯的一端与防爆计算机连接，可很好的 解决随钻杆旋转的导电芯与防爆计算机之间的连接问题，当然，根据不同的钻杆长度采用 两根、三根或四根以上数量的杆体，均能实现本实用新型的目的。本实施例中，所述探管电源4以可拆卸的方式设置于管体内，所述计算机电源9以 可拆卸的方式与防爆计算机8连接，以可拆卸的方式连接，便于电源的更换和运输。本实施例中，所述探管电源4和计算机电源9均为可充电电池，与使用普通电池比 较，可有效延长电源的使用时间，有利于环保和节约成本。[0019] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参 照较佳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，可以对本 实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范 围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于包括探管组件(1)和测量数据输出组件(2)，所述探管组件(1)设置于定向钻杆(3)与钻头之间，包括管体、设置于管体内的地磁传感器(5)、重力加速度传感器(6)和处理器(7)，以及为地磁传感器(5)、重力加速度传感器(6)和处理器(7)供电的探管电源(4)，所述地磁传感器(5)和重力加速度传感器(6)的检测信号输入处理器(7)；所述测量数据输出组件(2)包括防爆计算机(8)和计算机电源(9)，处理器(7)的数据输出端连接防爆计算机(8)的数据输入端。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于所 述定向钻杆(3)包括至少两根首尾依次固定连接的杆体(10)，杆体(10)内沿轴向设置有导 电芯(11)，相邻两根杆体(10)内的导电芯(11)之间设置有导电弹簧(12)，导电弹簧(12) 两端分别顶住导电芯(11)的相邻端形成通信线路，所述通信线路一端与处理器(7)的数据 输出端连接，另一端通过旋转连接器(13)与防爆计算机(8)的数据输入端连接。
3.根据权利要求2所述的煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于所 述探管电源(4)以可拆卸的方式设置于管体内。
4.根据权利要求3所述的煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于所 述计算机电源(9)以可拆卸的方式与防爆计算机(8)连接。
5.根据权利要求4所述的煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，其特征在于所 述探管电源(4)和计算机电源(9)均为可充电电池。
专利摘要本实用新型公开了一种煤矿井下近水平定向长钻孔随钻测斜装置，包括测量数据输出组件和设置于定向钻杆和钻头之间的探管组件，探管组件的地磁传感器和重力加速度传感器的检测信号输入处理器；所述测量数据输出组件包括防爆计算机和计算机电源，处理器的数据输出端连接防爆计算机的数据输入端，使用时，装置随钻杆进入待测点随钻测斜，为钻头的准确定位提供参考数据；由于通信线路为设置于钻杆内的导电芯，并通过旋转连接器来解决随钻杆转动的导电芯与防爆计算机之间的连接问题，克服了电缆传输易绞断的不足，实现了测量数据的可靠传输，除此之外，电源采用可拆卸式充电电池，便于更换和运输，环保耐用，可有效提高设备持续工作能力。
文档编号E21B47/022GK201620879SQ20102012052
公开日2010年11月3日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者刁文庆, 史春宝, 吕冰, 唐大勇, 李华甫, 王志红, 王清峰, 罗华, 黄麟森 申请人:煤炭科学研究总院重庆研究院