[发明专利]大钻机钻进过程中钻头中心坐标实时测量

权利要求书

1、本发明的特征是：大钻机钻进过程中，钻杆中心线上任一点的转动轨迹，均是以转盘中心和钻头中心连线为中心的圆。将电磁波测距仪装置于竖井井壁上，利用校验管确定测距仪中心坐标和发射光线方位角，通过测距仪测量与钻杆表面的距离和测深装置提供的实时井深数据，求解钻杆的中心坐标，进一步求解钻头的中心坐标。为了测距仪安全、可靠的工作，设置了仪器箱、发射光线可控窗口，将循环水入井的管道口设置在最下层测距仪下方、并设置水位监测、水位报警、水位控制装置。

2、权利要求1中所述的：“将电磁波测距仪装置于竖井的井壁上”，其特征是：在竖井的自然水位线上方的井壁上，最少设置两层测距仪，每层最少设置两台测距仪。每台测距仪均指向钻杆的中心方向。每层测距仪的每台仪器均指向钻杆的同一截面上，该截面与钻杆的中心线垂直。测距仪依靠钻杆的反射、散射波工作。

3、权利要求1中所述的“利用校验管确定测距仪中心坐标和发射光线方位角”，其特征是：校验管为一个圆柱体，当将它悬吊于竖井内时，校验管处于铅垂线方向，每层测距仪的每台仪器都可以测得它与校验管的距离，或每层测距仪可以分别测得它与校验管的距离。在地面上可以用经纬仪确定校验管中心线的平面坐标。当校验管在三个不同的位置时，测距仪分别测量三个距离数据，地面上分别测量三组坐标数据，通过数学运算，确定测距仪的中心坐标和发射光线的方位角。

4、权利要求1中所述的“测深装置提供的实时井深数据”，特征为：通过测量主绞车纲丝绳收或放的长度，经过数据处理，得到实时井深数据。

5、权利要求1所述的“为了测距仪安全可靠地工作，设置了仪器箱，发射光线可控窗口，将循环水入井的管道口设置在最下层测距仪下方，并设置水位监测、水位报警、水位控制装置”，特征为：测距仪装置于密闭的仪器箱内，在仪器物镜前端设置可以开、闭的囱口，此窗口在仪器工作时打开，仪器不工作时关闭。循环水入井的管道口设置在最下层测距仪的下方，装置电磁阀门和手动阀门;在自然水位线上设置水位监测器，当水位到达控制水位时，微机控制电磁阀门关闭;在最下层测距仪下方，控制水位线上方设置报警装置，当水位到达警戒水位时，报警装置报警，人工关闭手动阀门。

6、权利要求1中所述的“通过测距仪测量与钻杆表面的距离和测深装置提供的实时井深数据，求解钻杆的中心坐标，进一步求解钻头的中心坐标”，其特征是：对一瞬间而言，通过测距仪测量的数据求解出的是钻杆的中心坐标。对一个过程而言，求解出的是钻杆中心线轨道的圆心坐标。利用相似三角形原理，求解出钻头中心的坐标。