[发明专利]一种电阻率超前成像智能掘进钻头及掘进方法

权利要求书

1.一种电阻率超前成像智能掘进钻头，其特征在于，包括：

钻铤，其一端连接有钻头；

信号接收装置，包括间隔设置于所述钻铤靠近所述钻头一端的第一信号接收装置及第二信号接收装置；

探测针，设置于所述钻头前端中心，其内壁设置有多个纽扣电极，且其内部还设置有与所述多个纽扣电极连接的发射控制电路；

伸缩装置，设置于所述钻头内，用于驱动所述探测针进行伸缩运动；

中控装置，设置于所述钻铤远离所述钻头的一端，所述信号接收装置、发射控制电路、伸缩装置均与所述中控装置电连接。

2.根据权利要求1所述的电阻率超前成像智能掘进钻头，其特征在于，所述钻铤位于所述中控装置与所述信号接收装置之间设置有绝缘保护层。

3.根据权利要求1所述的电阻率超前成像智能掘进钻头，其特征在于，所述中控装置还用于根据所述信号接收装置采集的数据进行钻头前方及周围的岩体的电阻率成像，并根据电阻率成像结果选择掘进模式，以及设置预掘进距离及预掘进路线。

4.根据权利要求1所述的电阻率超前成像智能掘进钻头，其特征在于，还包括与所述中控装置电连接的通信模块，用于与地表调度系统相互通信。

5.根据权利要求1所述的电阻率超前成像智能掘进钻头，其特征在于，所述第一信号接收装置及第二信号接收装置均包括依次连接的电流放大器、数据采集器、AD转换器、滤波器及计算处理器。

6.根据权利要求1所述的电阻率超前成像智能掘进钻头，其特征在于，所述多个纽扣电极按环形均匀布置于所述探测针内壁上。

7.根据权利要求1所述的电阻率超前成像智能掘进钻头，其特征在于，所述发射控制电路用于接收所述中控装置的指令依次产生两种不同频段的电流。

8.一种基于权利要求1至7任一项所述的电阻率超前成像智能掘进钻头实现的掘进方法，其特征在于，包括：

S1：根据开采方案确定钻头初始掘进位置和倾角并据此调整钻头位置；

S2：控制探测针伸出插入待测岩体；

S3：控制发射控制电路使多个纽扣电极依次发射两种频段的电流；

S4：信号接收器依次接收两种频段的电流数据并传输至中控装置；

S5：中控装置根据接收的电流数据进行电阻率成像，识别钻头前方及周围岩体结构；

S6：中控装置根据钻头前方及周围岩体结构选择掘进模式、掘进角度、预掘进距离以及预掘进路线，并控制钻头进行掘进；

S7：重复步骤S2-S6，直至完成掘进作业。

9.根据权利要求8所述的掘进方法，其特征在于，还包括：

实时将中控装置所有指令信号上传到地表调度系统。

10.根据权利要求8所述的掘进方法，其特征在于，所述掘进模式包括硬岩开采模式和软岩开采模式。