钻杆钻孔深度测量装置及使用该测量装置的测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种钻杆钻孔深度测量装置及使用该测量装置的测量方法，钻杆钻孔深度测量装置包括测量探头，测量探头包括用于非接触的套装在首尾对接的标准钻杆上的永磁体，测量探头还包括设置于永磁体旁侧、用于在钻杆对接处通过该永磁体时输出相应信号的磁感应传感器。本发明专利技术所提供的测量装置中通过磁感应传感器输出的检测信号判断标准钻杆的对接处是否通过测量探头，可有效降低工人的劳动强度，提高工人的劳动效率。同时，因此上述测量方法中，测量探头与运动的标准钻杆为非接触配合，这样，可以有效避免在打入或拔出标准钻杆时对测量结果造成影响。

【技术实现步骤摘要】
钻杆钻孔深度测量装置及使用该测量装置的测量方法
本专利技术涉及一种钻杆钻孔深度测量装置及使用该测量装置的测量方法。
技术介绍
随着煤矿企业对井下安全生产的重视程度越来越高，煤矿企业采用各种各样的手段来预防和避免矿难发生，加强安全生产。在引起矿难的各种原因中，瓦斯突出占了相当大的比重，井下空间有限，一旦爆发瓦斯突出，大量瓦斯不容易及时排放，极易引发矿难。煤矿企业预防瓦斯突出的普遍做法是采用预先在煤层打孔检测的方式来勘测地质环境，通过管道把煤层孔的瓦斯气体抽放到地面进行利用。目前，多是采用钻机进行钻孔，钻孔时，由钻机上的动力头将一根接一根的标准钻杆向前钻进以进行钻孔操作，标准钻杆首尾对接如图4所示，各标准钻杆的中部杆体100处具有较大空腔，金属横截面积较小，而相邻标准钻杆的对接处200存在接缝，在接缝位置处的金属横截面积也越大于标准钻杆的其他杆体部位。在将一根接一根的首尾对接的标准钻杆打入煤层或岩层中时，由工人人工计数实现对标准钻杆个数的计量，计数个数乘以标准钻杆的长度即可得到钻孔深度，在钻孔深度达到预定要求后，再将标准钻杆一根接一根的退出钻孔，在退出过程中，也由人工进行计数复核得到钻孔深度。但由于钻杆安装由人工完成并计数，人工计数一方面增加了工人的劳动强度，影响工人劳动效率，另一方面，也容易出现因工人疲劳而导致的认为计数误差。
技术实现思路
本专利技术提供一种钻杆钻孔深度测量装置，以解决现有技术中主要依靠人工对钻杆个数进行计数而导致增加工人劳动强度的技术问题；同时，本专利技术还提供一种使用上述钻杆钻孔深度测量装置测量钻孔深度的测量方法。本专利技术所提供的钻杆钻孔深度测量装置的技术方案是：钻杆钻孔深度测量装置，其特征在于：包括测量探头，测量探头包括用于非接触的套装在首尾对接的标准钻杆上的永磁体，测量探头还包括设置于永磁体旁侧、用于在钻杆对接处通过该永磁体时输出相应信号的磁感应传感器。所述的磁感应传感器为由沿标准钻杆周向均布的多个霍尔电压传感器构成的霍尔传感器组。所述的永磁体为环形结构。所述的永磁体沿标准钻杆运动方向间隔分布有两个，所述磁感应传感器对应两永磁体间隔设定间距布置有两个。所述的测量探头包括用于非接触的套装在首尾对接的标准钻杆上的导磁衔铁架，导磁衔铁架上设有供标准钻杆穿过的内穿孔，两永磁体沿标准钻杆运动方向间隔固设在导磁衔铁架上，两磁感应传感器沿标准钻杆运动方向间隔固设在导磁衔铁架上。所述的导磁衔铁架上于两永磁体之间设有中间导磁环，两磁感应传感器分布于所述中间导磁环的两侧。本专利技术所提供的钻孔深度测量方法的技术方案是：在钻机将首尾对接的标准钻杆打入、拔出时，相邻钻杆的对接处经过测量探头时，磁感应传感器输出脉冲检测信号，对脉冲检测信号进行计数，将脉冲检测信号的个数乘以标准钻杆的长度即可得到钻孔深度。所述的测量探头中的永磁体沿标准钻杆运动方向间隔分布有两个，所述磁感应传感器对应两永磁体间隔设定间距布置有两个，通过检测两磁感应传感器发出对应脉冲检测信号的先后顺序判断钻杆移动方向。将标准钻杆打入时的运动方向定义为正向，当两磁感应传感器输出脉冲检测信号的先后顺序按照所述正向依次出现时，判断标准钻杆正向运动，当两磁感应传感器输出脉冲检测信号的先后顺序按照反向依次出现时，判断标准钻杆反向运动，在钻机将首尾对接的标准钻杆打入时，通过判断标准钻杆的运动方向对所述脉冲检测信号个数进行修正，当两磁感应传感器输出脉冲检测信号的先后顺序按照反向出现N次时，将所述脉冲检测信号个数减去N。本专利技术的有益效果是：在使用本专利技术所提供的钻杆钻孔深度测量装置对钻孔深度进行测量时，有钻杆的杆体部位和首尾对接部位的结构不同，在首尾对接的标准钻杆穿过测量探头时，标准钻杆的杆体部位及对接处对整个永磁体的磁场的磁阻不同，磁阻的变化反应在磁场的磁感应强度的变化上，在相邻标准钻杆的首尾对接处穿过永磁体并经过磁感应传感器时，磁感应传感器感应到因钻杆对接处穿过永磁体时磁路磁阻突变导致磁路磁感应强度发生突变，输出脉冲检测信号，对脉冲检测信号进行计数，将脉冲检测信号的个数乘以标准钻杆的长度即可得到钻孔深度。整个测量装置结构简单，使用方便。而本专利技术所提供的测量方法中通过磁感应传感器输出的检测信号判断标准钻杆的对接处是否通过测量探头，可有效降低工人的劳动强度，提高工人的劳动效率。同时，因此上述测量方法中，测量探头与运动的标准钻杆为非接触配合，这样，可以有效避免在打入或拔出标准钻杆时对测量结果造成影响。进一步的，永磁体采用永磁环，磁场效果好，可以提高检测精度。附图说明图1是本专利技术所提供的钻杆钻孔深度测量装置安装在钻机上的结构示意图；图2是图1中测量探头结构示意图；图3是图2中A-A剖视图；图4是钻杆正向运动时两磁感应传感器输出脉冲信号的时序图；图5是钻杆反向运动时两磁感应传感器输出脉冲信号的时序图；图6是钻杆连接结构示意图。具体实施方式如图1至图6所示，一种钻杆钻孔深度测量装置的实施例，该实施例中的测量装置包括测量探头32和检测主机33，本实施例中的测量探头32在使用时直接固设在钻机的夹持器31上，测量探头32在使用时套装在标准钻杆34上。此处的测量探头包括用于非接触的套装在首尾对接的标准钻杆34上的导磁衔铁架40，导磁衔铁架40上设有供标准钻杆穿过的内穿孔，在导磁衔铁架40上沿标准钻杆运动方向间隔固设有两永磁体，两永磁体均为用于非接触的套装在首尾对接的标准钻杆34上的环形结构，两永磁体分别为第一永磁体42和第二永磁体47。测量探头中还包括分别对应设置在两永磁体旁侧、用于在钻杆对接处通过相应永磁体时输出相应信号的磁感应传感器，此处的磁感应传感器对应两永磁体设置有两个，两磁感应传感器为A传感器44和B传感器46，每个磁感应传感器均为由沿标准钻杆周向均布的多个霍尔电压传感器44构成的霍尔传感器组。另外，在导磁衔铁架40上于两永磁体之间设有中间导磁环45，两磁感应传感器分布于所述中间导磁环45的两侧。两磁感应传感器输出的脉冲信号经信号处理器处理后输送给检测主机33，由检测主机33对脉冲检测信号进行计数，将计数个数乘以标准钻杆的长度，即可得到钻孔深度。本实施例所提供的测量装置在使用时，将测量探头32固设在夹持器31上，测量探头32非接触的套装在标准钻杆34上，当钻机上的动力头将图6所示的首尾对接的标准钻杆连续性的打入煤层或岩层6中时，当钻杆杆体部分经过测量探头32时，由于作为导磁铁材料的钻杆中部空隙大，整个磁路磁阻增大，而当相邻钻杆的对接处经过测量探头时，整个磁路的磁阻变小，磁阻变化反应在钻杆周围磁感应强度的变化上，由两个磁感应传感器检测到这种变化后，输出相应脉冲检测信号。具体来讲，钻杆对接处经过永磁体时对整个磁场的影响要大于钻杆杆体经过永磁体时对整个磁场所造成的影响，因此，两磁感应传感器可由有效区别出与钻杆杆体及钻杆对接处的磁感应强度的变化。并且，在本实施例中，测量探头内设有两套永磁体及相应的两套磁感应传感器，两套磁感应传感器沿标准钻杆运动方向的轴向间距不超过一个钻杆接头长度，由两个磁感应传感器分别发出脉冲检测信号。如图4所示，当标准钻杆从左侧进入探头时此时标准钻杆正向运动，钻机将首尾对接的标准钻杆打入岩层，两套检测电路中的处于左侧的A传感器先输出与标准钻杆对接部位相对应的脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
钻杆钻孔深度测量装置，其特征在于：包括测量探头，测量探头包括用于非接触的套装在首尾对接的标准钻杆上的永磁体，测量探头还包括设置于永磁体旁侧、用于在钻杆对接处通过该永磁体时输出相应信号的磁感应传感器。

【技术特征摘要】
1.钻杆钻孔深度测量装置，其特征在于：包括测量探头，测量探头包括用于非接触的套装在首尾对接的标准钻杆上的永磁体，测量探头还包括设置于永磁体旁侧、用于在钻杆对接处通过该永磁体时输出相应信号的磁感应传感器，所述的永磁体沿标准钻杆运动方向间隔分布有两个，所述磁感应传感器对应两永磁体间隔设定间距布置有两个，两个磁感应传感器沿钻杆运动方向的轴向间距不超过一个钻杆接头长度，两磁感应传感器为A传感器和B传感器，当标准钻杆从左侧进入探头时此时标准钻杆正向运动，处于左侧的A传感器先输出与标准钻杆对接部位相对应的脉冲信号，处于右侧的B传感器后输出与标准钻杆对接部位相对应的脉冲信号，在标准钻杆反向运动时，信号出现的时序与标准钻杆正向运动时正好相反。2.根据权利要求1所述的钻杆钻孔深度测量装置，其特征在于：所述的磁感应传感器为由沿标准钻杆周向均布的多个霍尔电压传感器构成的霍尔传感器组。3.根据权利要求1所述的钻杆钻孔深度测量装置，其特征在于：所述的永磁体为环形结构。4.根据权利要求1所述的钻杆钻孔深度测量装置，其特征在于：所述的测量探头包括用于非接触的套装在首尾对接的标准钻杆上的导磁衔铁架，导磁衔铁架上设有供标准钻杆穿过的内穿孔，两永磁体沿标准钻杆运动方向间隔固设在导磁衔铁架上，两磁感应传感器沿标准钻杆运动方向间隔固设在导磁衔铁架上。5.根据权利要求4所述的钻杆钻孔深度测量装置，其特征在于：所述的导磁衔铁架上于两永磁体之间设有中间导磁环，两磁感应...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵彤宇，范运兴，贺卫星，解毅，王志东，
申请(专利权)人：郑州光力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41