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_3

文档序号:8460443阅读:来源:国知局
工具4中的传感器机构5。这种阻尼机构18优选地但不必然地包括如图4和5中所示的以圆锥形弹簧的形式的至少一个弹簧。优选地但不必然地使用圆锥形弹簧,这是因为由于圆锥形弹簧的构造,与圆柱形弹簧相比,冲洗流体可以更高效地流过圆锥形弹簧。这种情况的一个原因是,与当沿圆柱形弹簧的中心轴线的方向流过圆柱形弹簧时相比,当沿圆锥形弹簧的中心轴线的方向流过圆锥形弹簧时,冲洗流体的流动方向需要改变较小。如果弹簧机构被用作阻尼机构18,则优选地但不必然地使用两个弹簧机构(例如,如图2中所示),使得每一个阻尼机构18被布置在中心冲洗通道8的内表面(没有标有附图标记)和钻孔勘测工具4之间,使得钻孔勘测工具4被悬置在该两个弹簧机构之间。
[0062]阻尼机构18优选地但不必然地在钻具I的中心冲洗通道8中位于钻孔勘测工具4外部,使得阻尼机构18暴露到在钻具I的中心冲洗通道8中流动的冲洗流体,并且使得阻尼机构18直接接触在钻具I的中心冲洗通道8中流动的冲洗流体。
[0063]在该设备的实施例中,钻孔勘测工具4在阻尼机构18之间被悬置在钻具I的中心冲洗通道8中,使得钻孔勘测工具4仅通过所述阻尼机构18被支撑在钻具I的中心冲洗通道8中。这种实施例在冲击钻削中是特别有利的,这是因为钻孔勘测工具4的传感器机构5将被保护例如免于过大振动。
[0064]钻孔勘测工具4的传感器机构5优选地但不必然地至少部分地、优选地完全地被包埋在诸如聚氨酯的聚合物中,使得至少部分地包埋传感器机构5的该聚合物也至少部分地、优选地完全地形成钻孔勘测工具4的最外表面,并且使得至少部分地包埋传感器机构5的该聚合物也至少部分地、优选地完全地形成钻孔勘测工具4的保护壳体24。因为至少部分地包埋传感器机构5的聚合物也至少部分地形成钻孔勘测工具4的最外表面,因此在钻具I的中心冲洗通道8中流动的冲洗流体可以有效地冷却钻孔勘测工具4的传感器机构5。
[0065]钻孔勘测工具4优选地但不必然地包括至少一个冲洗流体通路,该至少一个冲洗流体通路用来允许冲洗流体流过钻孔勘测工具4。
[0066]该设备优选地但不必然地包括在钻孔勘测工具4和冲洗通道之间的用于冲洗流体的至少一个冲洗流体通路20以便允许冲洗流体流过钻孔勘测工具4。
[0067]钻孔勘测工具4优选地但不必然地包括压电装置19,该压电装置在冲击钻削期间用来获取能量。
[0068]钻孔勘测工具4优选地但不必然地包括传感器机构5,该传感器机构包括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31,和用来产生指示沿钻孔6的加速度的第二信号的至少一个加速度传感器32。
[0069]该设备优选地但不必然地包括展示机构34,该展示机构用来展示由数据处理机构7产生的钻孔状态信息。
[0070]接下来,在用于冲击钻削的方法(诸如如本公开中描述的方法)和/或用于冲击钻削的钻削设备(诸如如本公开中描述的设备)中使用的钻孔勘测组件(没有标有附图标记)和该钻孔勘测组件的一些优选实施例和变体将被更详细地描述。
[0071]该钻孔勘测组件包括钻孔勘测工具4,该钻孔勘测工具包含用来收集钻孔6的数据的传感器机构5。
[0072]钻孔勘测组件另外包括阻尼机构18以便在所述阻尼机构18之间将钻孔勘测工具悬置在用于冲击钻削的钻具I的中心冲洗通道8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。圆锥形弹簧有利于用于钻孔勘测组件,因为它们较小影响中心冲洗通道8中的冲洗流体的流动。优选地但不必然地使用圆锥形弹簧,这是因为由于圆锥形弹簧的构造,与圆柱形弹簧相比,冲洗流体可以更高效地流过圆锥形弹簧。这种情况的一个原因是,与当沿圆柱形弹簧的中心轴线的方向流过圆柱形弹簧时相比,当沿圆锥形弹簧的中心轴线的方向流过圆锥形弹簧时,冲洗流体的流动方向需要改变较小。如果弹簧机构被用作阻尼机构18,则优选地但不必然地使用两个弹簧机构(例如,如图2中所示),使得每一个阻尼机构18被布置在中心冲洗通道8的内表面(没有标有附图标记)和钻孔勘测工具4之间,使得钻孔勘测工具4被悬置在该两个弹簧机构之间。
[0073]阻尼机构18优选地但不必然地位于钻孔勘测工具4外部。
[0074]钻孔勘测工具4的传感器机构5优选地但不必然地至少部分地、优选地完全地被包埋在诸如聚氨酯的聚合物中使得至少部分地包埋传感器机构5的该聚合物也至少部分地、优选地完全地形成钻孔勘测工具4的最外表面,并且使得至少部分地包埋传感器机构5的该聚合物也至少部分地形成钻孔勘测工具4的保护壳体24。因为至少部分地包埋传感器机构5的聚合物也至少部分地形成钻孔勘测工具4的最外表面,因此在钻具I的中心冲洗通道8中流动的冲洗流体可以有效地冷却钻孔勘测工具4的传感器机构5。
[0075]因为钻孔勘测工具4要被悬置在钻具I的中心冲洗通道8中,因此钻孔勘测工具4将被在中心冲洗通道8中流动的冲洗流体冷却。
[0076]在图2到5中示出的实施例中,钻孔勘测工具4具有细长的构造,具有两个相对的端部,并且在每一个相对的端部具有一个阻尼机构18。
[0077]钻孔勘测组件优选地但不必然地包括压电装置19,在冲击钻削期间,即,在冲击钻削期间当钻具I及其部件(钻杆2和钻头组件3和钻杆2和钻头组件3之间的可能的转接器9)振荡时,该压电装置用来获取能量。钻孔勘测组件优选地但不必然地也包括能量存储机构21,该能量存储机构用来存储由压电装置19产生的电能。特别地,如果钻孔6的勘测在钻具I从钻孔撤回时被执行,则能量存储机构21是有利的,因为当钻削钻孔6时在冲击钻削期间这通过压电装置19实现获取能量,并且然后当钻具I从钻孔6撤回时将存储在能量存储机构21上的能量用于传感器机构。压电装置19可以包括一个或更多个压电设备,该压电设备可以为Unimorph类型,Bimorph类型,Monomorph类型或Multimorph类型。这种压电设备可以被预应变并且可以例如由金属、聚合物和/或陶瓷材料制成。这种压电设备可以例如如图6和7中所示包括柔性压电板35,该柔性压电板在一个端部或两个端部紧固到钻孔勘测工具4。用来手动调节共振频率的质量块36可以被紧固到柔性压电板。质量块36优选地但不必然地偏心地布置使得质量块26将由于钻具I的旋转且由于钻具I的振荡而运动。线圈(图中未示出)或电容器(图中未示出)可以被设置用来电调节共振频率。
[0078]用来存储能量的能量存储机构21可以包括用来存储能量的蓄电池28和用来充电蓄电池28的感应线圈29,或电容器。
[0079]钻孔勘测组件的传感器机构5优选地但不必然地包括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31,和用来产生指示沿钻孔6的加速度的第二信号的至少一个加速度传感器32。
[0080]钻孔勘测组件优选地但不必然地包括第一接收机构22,该第一接收机构用来接收用来控制钻孔勘测组件的操作的控制信号。
[0081 ] 钻孔勘测组件优选地但不必然地包括传输机构23,该传输机构用来传输钻孔6的数据。
[0082]钻孔勘测组件优选地但不必然地包括保护壳体24,例如聚合物壳体。这种保护壳体优选地但不必然地不透灰尘且不透水的。
[0083]钻孔勘测组件优选地但不必然地包括保持机构27,当钻孔勘测组件被安装在钻具I的中心冲洗通道8中时,该保持机构用来防止钻孔勘测组件旋转。
[0084]钻孔勘测组件优选地但不必然地包括控制机构25,该控制机构用来控制传感器机构5。
[0085]钻孔勘测组件优选地但不必然地包括存储机构26,当钻孔勘测组件与钻具I 一起至少部分地位于钻孔6中时,该存储机构用来存储由传感器机构5产生的钻孔6的数据。
[0086]对于本领域技术人员来说显然的是,随着技术进步,本发明的基本思想可以以各种方式被实施。因此,本发明及其实施例不限于上述例子,而是它们可以在权利要求的范围内变化。
[0087]附图标记清单
[0088]1.钻具
[0089]2.钻杆
[0090]3.钻头组件
[0091]4.钻孔勘测工具
[0092]5.传感器机构
[0093]6.钻孔
[0094]7.数据处理机构
[0095]8.中心冲洗通道
[0096]9.转接器
[0097]10.第一转接器部分
[0098]11.第二转接器部分
[0099]12.第一内螺纹
[0100]13.第一外螺纹
[0101]14.第二外螺纹
[0102]15.第二内螺纹
[0103]16.第一中心冲洗通道部分
[0104]17.第二冲洗通道部分
[0105]18.阻尼机构
[0106]19.压电装置
[0107]20.冲洗流体通路
[0108]21.能量存储机构
[0109]22.第一接收机构
[0110]23.传输机构
[0111]24.保护壳体
[0112]25.控制机构
[0113]26.存储机构
[0114]27.保持机构
[0115]28.蓄电池
[0116]29.感应线圈
[0117]30.冲洗通道段
[0118]31.陀螺仪传感器
[0119]32.加速度
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