[发明专利]一种煤矿井下钻机开孔定向设备及方法

说明书

本发明实施例公开了一种煤矿井下钻机开孔定向设备,包括壳体和安装于壳体上的电源单元、测量单元、校准单元、显示和控制单元和处理单元，所述测量单元、所述校准单元、所述显示和控制单元和所述处理单元连接均与所述电源模块电连接；所述电源单元为测量单元、所述校准单元、所述显示和控制单元和所述处理单元提供电力。本发明实施例提供了一种煤矿井下钻机开孔定向设备及方法，以解决现有技术中由于采用吊线法或自寻北陀螺测量法而导致的操作繁琐、开孔精度低，自寻北陀螺测量法的成本高、测量等待时间长的问题。

技术领域

本发明实施例涉及钻机开孔定向技术领域，具体涉及一种煤矿井下钻机开孔定向设备及方法。

背景技术

现有技术中，煤矿井下瓦斯抽采孔、防治水孔等钻孔在打钻前，需要对钻机进行开孔定向，一般有两种方法，分别为吊线法和自寻北陀螺测量法。其中吊线法通过已知的巷道方位角，通过采用对比参考吊线的方式实现对钻机开孔倾角和方位角的测量，此方法操作起来非常繁琐，并且开孔的精度低；自寻北陀螺测量法使用自寻北陀螺仪装在钻机上，实现对钻机开孔倾角和方位角的测量，此方法有两个缺点，一是自寻北陀螺价格比较高，不利于推广，二是测量等待的时间比较长，一般自寻北陀螺寻北时间超过几分钟。

为了解决现有技术中吊线法操作繁琐、开孔精度低，自寻北陀螺测量法成本高、测量等待时间长的问题，需要设计一种设备及方法以解决上述问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种煤矿井下钻机开孔定向设备及方法，以解决现有技术中由于采用吊线法或自寻北陀螺测量法而导致的操作繁琐、开孔精度低，自寻北陀螺测量法成本高、测量等待时间长的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例公开了一种煤矿井下钻机开孔定向设备的开孔定向方法,该设备包括壳体和安装于壳体上的电源单元、测量单元、校准单元、显示和控制单元和处理单元，所述测量单元、所述校准单元、所述显示和控制单元和所述处理单元均与所述电源单元电连接；

所述电源单元为测量单元、所述校准单元、所述显示和控制单元和所述处理单元提供电力；

所述测量单元对钻杆的倾角和方位角进行测量；

所述校准单元对仪器的开孔方位进行校准，确定三轴陀螺传感器的方向；

所述显示和控制单元可以显示倾角、方位角信息，显示校准过程及调整角度信息，之后进行测量和校准的各种操作和控制；

所述处理单元对测量的数据进行处理分析传输到显示和控制单元进行显示，并接收显示和控制单元发出的各种操作和控制命令。

进一步地，所述电源单元选用可充电锂电池、可充电镍氢电池或干电池，胶封在壳体内部。

进一步地，所述测量单元包括三轴加速度传感器、三轴磁传感器和三轴陀螺传感器，所述三轴加速度传感器、所述三轴磁传感器和所述三轴陀螺传感器均与所述电源单元和所述处理单元电连接，且安装于所述壳体内部。

进一步地，所述校准单元选用地磁校准系统，所述地磁校准系统设置于所述处理单元中。

进一步地，所述显示和控制单元包括安装于所述壳体表面的显示屏和控制按键，所述显示屏和所述控制按键均与所述电源单元和所述处理单元电连接。

进一步地，所述处理单元选用中央处理器，所述中央处理器与电源单元、测量单元、校准单元、显示单元和控制单元电连接。

进一步地，所述壳体上开设有V型槽，所述壳体通过V型槽安装在钻杆上，所述壳体材质为铜合金或不锈钢，所述壳体结构分为整体式结构或拆分式结构。

该方法包括以下步骤：