[发明专利]一种实时钻孔测斜纠偏装置

说明书

本发明公开了一种实时钻孔测斜纠偏装置，包括钻头和孔口显示控制器，钻头的端部依次连接有前无磁钻杆和后无磁钻杆，且后无磁钻杆的端部通过活动连接件连接有普通钻杆，前无磁钻杆和后无磁钻杆内部分别设置有相连的前空腔和后空腔，且前空腔内安装有测量管，后无磁钻杆的端面设置有安装槽，安装槽内固定安装有测量控制电路板，该装置在钻孔时，能够对钻孔的角度、轨迹进行实时检测，且在钻孔偏斜时，对钻孔轨迹进行快速纠正，避免影响钻孔的功能，同时，能够对钻孔的实际位置、深度等进行快速测量定位，避免影响后续的施工，此外，该装置能够在保证长距离高效、高质量钻孔的前提下，避免出现卡钻、埋钻、不能退杆等现象。

技术领域

本发明涉及矿场施工领域，具体为一种实时钻孔测斜纠偏装置。

背景技术

在煤炭工业生产中，煤与瓦斯突出一直是煤矿安全生产的最大隐患，直接威胁着矿工的安全。为此，国内外进行了多方面的研究，也采取了多项措施。目前利用采前钻孔预抽放瓦斯，降低煤岩层中瓦斯压力，仍是防止煤与瓦斯突出最有效的办法。

近年来，随着千米定向钻机在山西、陕西、宁夏、内蒙等地煤矿的成功推广应用，煤矿用钻孔信号传输及随钻测量系统也逐步得到了应用。但由于定向钻探施工过程中钻杆不旋转，排渣情况较普通钻进工艺差，极易发生卡钻、埋钻等事故，甚至会发生钻杆抱死无法退钻等情况，不能使随钻测量系统安全退出，造成巨大的经济损失，使得定向钻孔的成孔率大幅度降低。在这种情况下，采用普通钻机进行回转钻进工艺施工钻孔更具有优势。但是，采用普通回转钻进工艺钻孔时，因目前尚无测量系统对其进行精确的测量定位，往往造成实际钻孔轨迹与设计钻孔轨迹存在较大偏差。而瓦斯抽放钻孔施工的不到位，使得煤层中出现瓦斯抽放盲区，造成瓦斯治理隐患，在巷道掘进及后期回采中经常发生瓦斯超限事故，严重时甚至引起煤与瓦斯突出，造成人员伤亡及财产损失。所以，研究能适用于普通孔口回转钻机的测斜仪有很大的价值意义。

国内关于测斜仪的研究相对于国外较晚，从1990年开始，为了满足我国相关产业对倾斜角、方位角等测量发展的需要，开始对国外生产的各种类型的测斜仪系统研究，改进并研制了国产化的测量系统，生产出了有线测量系统和无线测量系统。如有线测斜仪采集的数据能够直观的反映尾矿库坝体内部的变化特征，可以实时采集，采集数据精确，采集所受环境影像较小。

根据测斜仪结构不同，测斜仪可以分为固定式测斜仪和滑动式测斜仪两种。固定式测斜仪安装在测斜管中，一旦确定就位置就不在发生变化，测斜仪测量所在位置的倾斜角变化；滑动式测斜仪能根据测量需要，在测斜管内沿着管壁移动，可以对整个测斜孔来回测量。但这两种典型的测斜仪均不能在瓦斯钻孔普通回转钻机上应用。

随着岩土工程等领域，钻孔深度的不断加深、加长，误差也不断增大，目前国内使用的测斜仪器及定向钻机大都从国外进口，价格昂贵。并且国外矿井条件与国内瓦斯赋存情况有差别，难以适用于我国岩土类钻孔工作场景。而对于土建行业，隧道的超前孔、地下空间的超前注浆孔、勘探钻孔、桩基的施工，以及石油工业等等，各行业都需要一种快捷、便携、实时测斜及纠偏装置。

总的来说，现有的钻孔实时测斜纠偏装置存在以下缺陷：

(1)现有的钻机在钻孔时，不能在钻孔的过程中，对钻孔轨迹进行实时纠正，使得钻孔容易发生偏离；

(2)现有的钻机在钻孔时，不能对钻孔的实际位置、深度等进行测量定位，不利于后续的施工；

(3)现有的钻机在进行长距离钻孔时，由于钻杆不能旋转，容易出现卡钻、埋钻、不能退杆等现象，不仅会耽误施工的正常进行，还会造成巨大的经济损失。

发明内容