[实用新型]利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置

权利要求书

1.一种利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置，其特征在于：包括布设在钻机钻头(19)上且利用钻杆将检测信号传送至的数据采集及发送模块(10)、安装在钻机钻杆尾部且与数据采集及发送模块(10)配合使用的数据接收模块(1)和布设在地面工作站(21)内且与数据接收模块(1)相接的上位监控系统(4)，所述数据接收模块(1)与上位监控系统(4)间以无线通信方式进行双向通信；所述数据采集及发送模块(10)包括数据采集模块、与所述数据采集模块相接的数据处理模块一、与所述数据处理模块一相接的数据压缩及编码模块和与所述数据压缩及编码模块相接的声波换能及发送模块；所述数据接收模块(1)包括与所述声波换能及发送模块配合使用的声波接收器(1-1)、与声波接收器(1-1)相接的数据解码及解压缩模块和与所述数据解码及解压缩模块相接的数据处理模块二，所述数据解码及解压缩模块与所述数据压缩及编码模块相对应，所述数据处理模块二和上位监控系统(4)间以无线通信方式进行双向通信。

2.按照权利要求1所述的利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置，其特征在于：所述数据采集模块包括传感器单元(10-1)、与传感器单元(10-1)相接的信号调理模块一(10-2)、与信号调理模块一(10-2)相接的A/D转换器一(10-3)；所述数据处理模块一为与A/D转换器一(10-3)相接的ARM微处理器一(10-4)；所述数据压缩及编码模块包括与ARM微处理器一(10-4)相接的压缩编码器(10-5)、与压缩编码器(10-5)相接的扩频编码模块(10-6)和与扩频编码模块(10-6)相接的D/A转换器(10-7)；所述声波换能及发送模块包括与扩频编码模块(10-6)相接且用于产生声波信号的声波发生器(10-9)和与声波发生器(10-9)相接的驱动电路(10-10)，声波发生器(10-9)和声波接收器(1-1)相配合使用。

3.按照权利要求2所述的利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置，其特征在于：所述数据解码及解压缩模块包括与声波接收器(1-1)相接的信号调理模块二(1-2)、与信号调理模块二(1-2)相接的A/D转换器二(1-3)、与A/D转换器二(1-3)相接的扩频解码模块(1-4)和与扩频解码模块(1-4)相接的解压缩模块(1-5)；所述数据处理模块二为与解压缩模块(1-5)相接的ARM微处理器二(1-6)。

4.按照权利要求1、2或3所述的利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置，其特征在于：还包括与上位监控系统(4)相接的自动报警单元(5)，所述自动报警单元(5)固定在钻台(22)上。

5.按照权利要求1、2或3所述的利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置，其特征在于：所述数据接收模块(1)上安装有与其相接的无线信号收发单元一(2)，地面工作站(21)内布设有与上位监控系统(4)相接的无线信号收发单元二(3)。

6.按照权利要求2所述的利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置，其特征在于：所述传感器单元(10-1)包括布设在钻机钻头(19)上相应测点的多个传感器，所述多个传感器包括对钻孔内压力进行实时检测的压力传感器(10-11)、对钻头工作温度进行实时检测的温度传感器(10-12)、对地层出水情况进行实时检测的粉尘含水量传感器(10-13)和对钻孔区域的地磁磁力线分布进行实时检测的磁力计(10-14)。

7.按照权利要求1、2或3所述的利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置，其特征在于：所述数据采集及发送模块(10)与上位监控系统(4)间以有线或无线通信方式进行连接。

8.按照权利要求1、2或3所述的利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置，其特征在于：还包括分别与所述数据处理模块一和数据处理模块二相接的供电电池(16)，所述供电电池(16)与所述数据处理模块一和数据处理模块二间均接有电源管理模块(20)。

9.按照权利要求5所述的利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置，其特征在于：所述钻杆为位于钻台(22)上方的方钻杆(8)，所述数据接收模块(1)和无线信号收发单元一(2)通过紧固件(7)组装为一体且安装在方钻杆(8)上部。

10.按照权利要求1、2或3所述的利用声波通过钻杆传输的钻进参数采集装置，其特征在于：还包括与上位监控系统(4)相接的状态显示模块(23)；所述数据采集及发送模块(10)安装在外部壳体(17)内部且所述外部壳体(17)通过卡箍夹持固定在钻机钻头(19)处的钻杆上。