[发明专利]一种井深或孔深测量装置及测量方法

说明书

技术领域

    本发明涉及石油、天然气等钻探开采和煤矿的井下定向钻孔及地质勘探领域，尤其涉及一种井深或孔深测量装置及测量方法。

背景技术

在现在的石油钻探、开采和煤矿井下水平钻孔或定向钻孔及地质勘探技术领域普遍要求测量井斜、方位等工程参数及伽马计数、电阻率等地质参数，现有的装置、仪器也均可以解决以上数据的测量。但这些参数只有与井深或孔深配合使用才有意义，而现有装置、仪器不能对井深或孔深进行测量。

现有的井深测量装置一般都使用物理测距，通过绳索、脚手架等装置测量井的深度或者孔的深度，但是物理测量的方法难免存在较大的误差，从而在与其它数据搭配使用时，误差会进一步扩大，给最终结果带来不准确性。

发明内容

 本发明的目的是提供一种井深或孔深测量装置及测量方法，使测量的精度更加准确、快速。

 本发明采用下述技术方案：

一种井深或孔深测量装置，包括用于供电的电源电路，还包括用于测量三个方向加速度的加速度传感单元、用于对数据处理的数据处理电路、用于对数据进行存储的数据存储器和对各单元、电路进行控制的中央处理单元，所述的加速度传感单元的输出端连接数据处理电路的输入端，数据处理电路的输出端连接中央处理单元的输入端，中央处理单元与数据存储器相连接。

所述的加速度传感单元为一个三轴加速度传感器。

所述的加速度传感单元为三个单轴加速度传感器，所述的三个单轴加速度传感器两两相互垂直设置，所述三个单轴加速度传感器的输出端分别连接数据处理电路的输入端。

所述的加速度传感单元为两个双轴加速度传感器，所述的两个双轴加速度传感器的其中一个轴的方向为同向设置，且设置方向为钻头行进方向，所述的两个双轴加速度传感器的输出端分别连接数据处理电路的输入端。

所述的数据处理电路包括信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路，所述的信号放大电路的输入端连接加速度传感单元的输出端，信号放大电路的输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路的输出端连接中央处理单元的输入端。

一种井深或孔深的测量方法，包括以下步骤；

A：安装本装置到钻井或钻孔工具上，加速度传感单元以短节的形式安装在近钻头位置，且加速度传感单元的一个测量方向与钻头行进方向一致；

B：正常作业时，使用加速度传感单元实时采集                                                到时间段内三个测量方向的加速度Gx、Gy、Gz，并把加速度Gx、Gy、Gz通过数据处理电路发送至中央处理单元；

C：中央处理单元对接收到的数据值进行处理，通过下面公式：计算出井斜角θ的值，通过计算出本时间段起始速度v的值，为前一时间段速度的初始值，可通过从0时刻积分计算获得，然后通过公式进行积分计算得出到时间段内位移值s，并把数据值输送至数据存储器进行存储；

D：重复步骤C，采集每一个时间段内的位移值s并存储，然后中央处理单元对采集到的所有位移值s加和即为井或孔深。

所述的加速度传感单元为一个三轴加速度传感器。

所述的加速度传感单元为三个单轴加速度传感器，所述的三个单轴加速度传感器两两相互垂直设置，所述三个单轴加速度传感器的输出端分别连接数据处理电路的输入端。

所述的加速度传感单元为两个双轴加速度传感器，所述的两个双轴加速度传感器的其中一个轴的方向为同向设置，且设置方向为钻头行进方向，所述的两个双轴加速度传感器的输出端分别连接数据处理电路的输入端。

所述的数据处理电路包括信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路，所述的信号放大电路的输入端连接加速度传感单元的输出端，信号放大电路的输出端连接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端连接A/D转换电路的输入端，A/D转换电路的输出端连接中央处理单元的输入端。

本发明通过在钻头上设置三轴加速度传感器，测量钻头行进方向的加速度，通过现有的中央处理单元对作业过程中的各个加速度分别进行积分，从而得到每个加速度所对应的位移值，并对此位移值进行存储。钻孔、钻井作业完毕后，对整个作业过程中钻头所有的位移值相加，即可以得到钻井或钻孔的深度。本发明不仅安装使用方便，而且使用数字积分计算，使测量精度大大提高。

附图说明

图1为本发明电路原理框图；

图2为本发明所述加速度传感器与钻头测量方向示意图。