[发明专利]一种基于弹性波的钻孔深度检测系统及其检测方法

摘要

本发明公开了一种基于弹性波的钻孔深度检测系统及其检测方法，检测系统由手持机、采集器和传感器组成。通过该系统可对地面和井下钻杆进行测试，测试方法以一维杆状体纵波传播理论为基础，分别从时间域和频率域计算钻杆的长度，两种方法相互补充、相互验证，从而确定钻孔的孔深。本发明作为一种无损检测方法，不仅提高了测试的精度，而且以钻杆为载体，不受钻孔角度的偏差和塌孔等因素的影响，可实现对钻孔真实深度的有效测试；另外，现场测试施工效率高，单个钻孔的测试时间约为2分钟，能够实现对钻孔的快速检测且对生产影响较小；在现场测试时，可对测试结果进行实时显示，并形成防伪记录，便于对钻孔的管理。

主权项

1.一种基于弹性波的钻孔深度检测系统，其特征在于：由手持机、采集器和传感器构成；所述采集器和传感器安装在钻杆尾部；所述传感器用于激发和接收振动信号，其由内置式电磁激振器和振动传感器构成，所述手持机通过无线传输方式向采集器发送采集命令并接收采集器所采集的振动信号，所述采集器通过有线传输方式向电磁激振器和振动传感器供电并采集、存储振动信号；所述手持机通过时间域及频率域分别计算钻杆总长度；所述时间域计算钻杆总长度L：设钻杆中弹性波波速为V，直达波与杆底反射波到时时差为ΔT，则钻杆总长度为其中V通过测试前对钻杆进行标定；所述频率域计算钻杆总长度L：设钻杆中弹性波波速为V，通过对时间域波形信号傅里叶变换，得到弹性波的频谱，拾取各震相的频率f_i，计算频差Δf，根据公式求出钻杆的总长度，从而确定钻孔深度；进而比对时间域或频率域分别计算的结果，相互补充、相互验证，确定钻孔深度。