[发明专利]一种钻孔轨迹测量与可视化系统及方法

权利要求书

1.一种钻孔轨迹测量与可视化系统，其特征在于：包括姿态数据采集设备、密封保护装置、推进机构、牵引装置以及可视化软件；

所述姿态数据采集设备包括电源模块、姿态数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块，所述电源模块包括对设备进行供电的电池及变压模块，所述姿态数据采集模块包括传感器以及和外部配合使用的接插件，所述数据处理模块为主处理器，所述数据存储模块对姿态数据进行存储，所述姿态数据采集模块将采集到的数据通过I2C接口传输到数据处理模块，所述数据处理模块通过自带的I2C接口接收姿态数据采集模块发送的数据，所述数据存储模块通过SPI接口将数据处理模块发出的姿态数据进行存储；

所述密封保护装置包括用于装入数据采集设备的金属保护筒、位于金属保护筒后端的金属尾翼、用于拽出数据采集设备的连接线、位于金属尾翼后端用于固定连接线的连接孔、包裹在金属保护筒周围的橡胶保护套、用于固定橡胶保护套的固定键帽，用于密封的金属盖以及橡胶保护盖；

推进机构推动所述姿态数据采集设备在钻杆注水孔中运动，

牵引装置将所述姿态数据采集设备由钻杆中拽出，

可视化软件对姿态数据进行分析并可视化钻孔轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种钻孔轨迹测量与可视化系统，其特征在于，所述姿态数据采集设备中的姿态数据采集模块在进行传输时每一帧数据不是实时传输的，所述姿态数据采集设备各模块高度集成在宽度不大于20mm的电路板上，使得钻孔轨迹测量设备能够在钻杆中部的孔中运动。

3.根据权利要求1所述的一种钻孔轨迹测量与可视化系统，其特征在于，所述密封保护装置外观采用流线型设计，便于设备在钻杆中部的孔中运动。

4.根据权利要求1所述的一种钻孔轨迹测量与可视化系统，其特征在于，所述姿态数据采集设备中的传感器可能够分别输出3轴加速度信号、3轴陀螺仪角速度信号、以及3轴磁力信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种钻孔轨迹测量与可视化系统的实施方法，包括以下步骤：

步骤一、在钻孔施工完毕后，停止从钻杆中部孔洞中向煤层中注水，将钻孔轨迹测量设备打开电源开关后塞入钻杆中的注水孔，其中有金属盖和橡胶保护盖所在的部位在前，金属尾翼和连接孔所在的部位在后，

步骤二、将钻孔轨迹测量设备推入钻杆前端钻头位置，

步骤三、使用连接线拽出钻孔轨迹测量设备，

步骤四、打开钻孔轨迹测量设备的橡胶保护盖和金属保护盖，用数据线将采集到的数据拷贝到电脑中，采用钻孔轨迹可视化软件分析处理数据得到钻孔轨迹。

6.根据权利要求5所述的一种钻孔轨迹测量与可视化系统实施方法，所述步骤二中采用高压水枪和为水枪提供高压水的高压水泵，通过高压水推动钻孔轨迹测量设备进入钻杆孔前段钻头位置，所述高压水泵通过耐压水管与水枪连接，所述耐压水管上设置有稳压阀。

7.根据权利要求5所述的一种钻孔轨迹测量与可视化系统实施方法，所述步骤二中采用高压气枪和为气枪提供压缩气的空气压缩机，通过高压气推动钻孔轨迹测量设备进入钻杆孔前段钻头位置，所述空气压缩机通过充气管与气枪连接，所述充气管上设置有稳压阀。

8.根据权利要求5所述的一种钻孔轨迹测量与可视化系统实施方法，所述步骤二中采用钛合金软杆推动钻孔轨迹测量设备进入钻杆孔前段钻头位置。