[发明专利]钻孔测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种钻孔测量装置，其特征在于：包括钻孔孔深测定装置和钻孔轨迹测定装置；所述钻孔孔深测定装置和钻孔轨迹测定装置通过测量线相连接并分别用于对钻孔孔深及钻孔轨迹进行测量；

所述钻孔孔深测定装置包括收放单元和孔深计量单元；所述钻孔轨迹测定装置包括壳体II和设置于所述壳体II尾部用于测量线固定的固定件；所述测量线从孔深计量单元内部穿过并两端分别绕接在所述收放单元及固定件上。

2.根据权利要求1所述的钻孔测量装置，其特征在于：所述壳体II上沿圆周方向设置有内嵌降阻件的环形凹槽；内置于所述环形凹槽内的降阻件凸出于壳体外圆，用于形成所述钻孔轨迹测定装置与钻杆中空孔壁的滚动连接。

3.根据权利要求1所述的钻孔测量装置，其特征在于：所述收放单元上嵌装有旋转把手，所述旋转把手固定于所述收放单元的旋转中心点处，用于测量线的收放。

4.根据权利要求3所述的钻孔测量装置，其特征在于：所述收放单元通过其下设置的支撑单元支撑；所述支撑单元为类三角形支撑结构，用于形成对所述收放单元及孔深测量单元的稳定支撑；所述收放单元为圆盘状。

5.根据权利要求1所述的钻孔测量装置，其特征在于：所述孔深计量单元包括壳体I、设置于所述壳体I上的显示装置和控制面板及设置于所述壳体I内的控制单元I和动力提供单元I；所述控制单元I包括时钟信号单元I和数据处理单元I，分别用于计时和对得到的测量线长度数据进行处理；所述孔深计量单元通过拐形支架固定于所述收放单元上。

6.根据权利要求1所述的钻孔测量装置，其特征在于：所述壳体II内设置有控制单元II和动力提供单元II；所述控制单元II包括用于计时的时钟信号单元II、加速度运动单元、角速度运动单元、信号放大滤波处理单元和用于处理钻孔轨迹数据的数据处理单元II；所述加速度运动单元用于计算所述钻孔轨迹测定装置在三维坐标系中X、Y、Z轴方向的瞬时加速度与位移量；所述角速度运动单元用于计算所述钻孔轨迹测定装置在三维坐标系中X、Y、Z轴方向的加速度分量；所述信号放大滤波处理单元用于对数据信号进行增益放大处理并滤除噪声信号。

7.一种测量方法，其特征在于：包括钻孔轨迹测量方法和钻孔孔深测量方法；所述钻孔轨迹测量方法和钻孔孔深测量方法采用如权利要求1至权利要求6任一权利要求所述的钻孔测量装置进行并具有如下测量步骤：

S1：利用井下回转钻机施工钻进瓦斯抽采钻孔；

S2：触发时钟信号单元I与时钟信号单元II工作，并分别记录钻孔孔深测定装置和钻孔轨迹测定装置的起始测定时间；

S3：测量钻孔轨迹数据信息；

S4：测量钻孔孔深数据信息；

S5：根据步骤S3和S4的测量结果，得到井下钻孔的钻孔轨迹及钻孔孔深数据信息。

8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于：所述钻孔轨迹测量步骤包括：

S3-1：通过给予一定压力，将所述钻孔轨迹测定装置通过钻杆中空孔送入钻孔内部；

S3-2：触发加速度运动单元开始工作，计算出钻孔轨迹测定装置在三维坐标系中X、Y、Z轴方向的瞬时加速度与位移量；

S3-3：触发角速度运动单元开始工作，计算出钻孔轨迹测定装置在三维坐标系中X、Y、Z轴方向的加速度分量；

S3-4：用S3-2中得到的瞬时加速度减去S3-3中得到的加速度分量，迭代运算求解得到钻孔轨迹测定装置在该时间节点处的空间位置运动信息；

S3-5：触发信号放大滤波单元开始工作，对步骤S3-2至S3-4获得的位移量及空间位置运动信息数据信号进行增益放大处理，并滤除噪声信号，得到钻孔轨迹测定装置的空间运动波形信息；

S3-6:利用钻孔轨迹数据处理单元对步骤S3-5获取的钻孔轨迹测量信息进行处理得到钻孔轨迹数据；

S3-7：待钻孔轨迹数据测量完成后，通过摇动旋转把手带动收放单元对钻孔轨迹测定装置进行回收。

9.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于：所述钻孔孔深测量步骤包括：

S4-1：通过给予一定压力，将所述钻孔轨迹测定装置置于钻杆中空孔的同时，触发孔深计量单元开始工作，记录开始测量时间并通过固定件带动测量线向钻杆内部移动；

S4-2：待钻孔轨迹测定装置移动到钻杆中空孔的底部时，时钟信号单元I记录测量停止时间，钻孔孔深计量单元停止测量，利用数据处理单元I对测量线长度数据进行处理并得到钻孔孔深数据；

S4-3：待钻孔孔深数据测量完成后，通过摇动旋转把手带动收放单元对钻孔轨迹测定装置进行回收。