一种带钻探深度自动测量机构的地质钻探设备制造技术

本实用新型专利技术为一种带钻探深度自动测量机构的地质钻探设备，能够实时监测、采集、传输地质钻探设备作业过程相关数据。它包括地质钻探设备，地质钻探设备包括三脚架，顶部挂载滑轮，底部固定于底盘上，底盘上设有变速箱；主动钻杆，与钻杆连接，驱动钻杆实现钻探；回转器，安装于变速箱上，用于驱动主动钻杆转动；卷扬机，通过缆线与主动钻杆连接以实现起吊钻杆，所述缆线绕过三脚架顶部设有的滑轮；在回转器、变速箱以及卷扬机上设有数据采集装置。本实用新型专利技术的优点在于在不同部位增加了相应的测量装置，并能够准确自动量测钻探深度，无需人工进行现场测量、计算；提高了工作效率，避免出现人为量测错误、数据造假现象，以及降低作业人员的工作强度。

【技术实现步骤摘要】
一种带钻探深度自动测量机构的地质钻探设备
本技术涉及勘探设备领域，特别是一种带钻探深度自动测量机构的地质钻探设备。
技术介绍
传统的地质钻探设备均无测量机构，在钻探数据采集方面主要以人工测量为主，工作效率低下、容易出现量测错误和数据造假现象，且作业人员工作强度大，严重的可造成工程质量安全事故。传统的钻机存在以下问题：⑴钻杆根数为人工清点，费时费力，而且有可能出现人为误差；⑵深度数据无法实时更新，必须等到钻杆都拔出后再经过人工测量才能得到；⑶无法得到钻进深度和钻进时间的关系；⑷数据使用纸质报表记录，不利于电子化传输，容易造假。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种带钻探深度自动测量机构的地质钻探设备，能够实时监测、采集、传输地质钻探设备在作业过程中与质量安全的相关数据。本技术通过如下技术方案实现：它包括地质钻探设备，所述地质钻探设备包括所述地质钻探设备包括三脚架11，顶部挂载滑轮142，底部固定于底盘16上，底盘16上设有变速箱15；主动钻杆12，与钻杆连接，驱动钻杆实现钻探；回转器13，安装于变速箱15上，用于驱动主动钻杆12转动；卷扬机14，通过缆线141与主动钻杆12连接以实现起吊钻杆，所述缆线141绕过三脚架11顶部设有的滑轮142；它还包括夹持器21，安装于回转器13上，中部设有主动钻杆12穿过的通孔；卡盘22，固设于夹持器21的通孔处，用于夹持主动钻杆12；拉绳位移传感器23，连接于夹持器21和回转器13之间，用于测量夹持器21和回转器13之间的距离变化；编码器24，安装于卷扬机14上，用于记录卷扬机14动作；卡盘接近开关25，安装于卡盘22上，用于判断卡盘是否卡住主动钻杆12；回转器接近开关26，安装于变速箱15上，用于判断回转器盖是否闭合；光栅27，安装于底盘16下部，用于检测有无钻杆；数据采集仪，通过屏蔽线缆与卡盘接近开关25、回转器接近开关26、编码器24和拉绳位移传感器23连接，用于接收卡盘接近开关25、回转器接近开关26、编码器24和拉绳位移传感器23的数据；经数据采集仪分析处理后通过物联网系统上传至服务器。较之前技术而言，本技术的有益效果为：1、地质钻探设备的不同部位增加了相应的测量装置，并能够将准确钻探深度，无需人工进行现场测量、计算；提高了工作效率，降低了作业人员工作强度。2、数据实时上传，记录于服务器端，能够有效遏制数据造假问题。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为进尺曲线图；图3为拔杆区间波形图。标号说明：11三角架、12主动钻杆、13回转器、14卷扬机、15变速箱、16底盘、141缆线、142滑轮、21夹持器、22卡盘、23拉绳位移传感器、24编码器、25卡盘接近开关、26回转器接近开关、27光栅。具体实施方式下面结合附图说明对本技术做详细说明：如图1所示：一种带钻探深度自动测量机构的地质钻探设备，它包括地质钻探设备，所述地质钻探设备包括三脚架11，顶部挂载滑轮142，底部固定于底盘16上，底盘16上设有变速箱15；主动钻杆12，与钻杆连接，驱动钻杆实现钻探；回转器13，安装于变速箱15上，用于驱动主动钻杆12转动；卷扬机14，通过缆线141与主动钻杆12连接以实现起吊钻杆，所述缆线141绕过三脚架11顶部设有的滑轮142；它还包括夹持器21，安装于回转器13上，中部设有主动钻杆12穿过的通孔；卡盘22，固设于夹持器21的通孔处，用于夹持主动钻杆12；拉绳位移传感器23，连接于夹持器21和回转器13之间，用于测量夹持器21和回转器13之间的距离变化；编码器24，安装于卷扬机14上，用于记录卷扬机14动作；卡盘接近开关25，安装于卡盘22上，用于判断卡盘是否卡住主动钻杆12；回转器接近开关26，安装于变速箱15上，用于判断回转器盖是否闭合；光栅27，安装于底盘16下部，用于检测有无钻杆；数据采集仪，通过屏蔽线缆与卡盘接近开关25、回转器接近开关26、编码器24和拉绳位移传感器23连接，用于接收卡盘接近开关25、回转器接近开关26、编码器24和拉绳位移传感器23的数据；经数据采集仪分析处理后通过物联网系统上传至服务器。本技术的工作原理和使用方法如下：为了确保上述设备能够使用，在公司内部进行了小规模不对外实验，其中地质钻探设备为公司内部原有设备，卡盘接近开关25、回转器接近开关26采用沪工电感式金属感应接近开关传感器SN04-N直流三线NPN常开24V36V；编码器24采用RLE38-07--增量型旋转编码器；拉绳位移传感器采用了MIRAN米朗MPS-M-1500mm-R拉线拉绳位移传感器电阻输出拉绳传感器；光栅采用ineless/多高NPN常闭，20mm间距；数据采集仪内的主控芯片采用stm32；物联网芯片型号为MC20；需要说明的是，以上各个部件的相关型号可以根据实际情况替换同类器件。具体操作如下：1-钻孔工人将回转器13的回转器盖打开，之后将钻杆下放到位，然后合上回转器盖；再控制主动钻杆12的锁接头和钻杆连接，此时钻进回次开始，按下累加按钮，开始累加。工人控制主动钻杆12向下进尺，当工人用卡盘22夹住主动钻杆12时，卡盘接近开关25打开，告知拉绳位移传感器23开始工作，记录夹持器21下降距离(夹持器21与卡盘22固定于一体，卡盘22随夹持器21同步上下运动)。当夹持器21降至行程底时，工人松开卡盘22，卡盘接近开关25关闭，同时拉绳位移传感器23暂停记录，这样就完成一个液压行程。重复上述操作，直到打完一个回次，工人将累加按钮关闭，此时主动钻杆12下降的距离就是实际的进尺深度。采集仪记录该过程并上传至数据库，根据数据生成进尺曲线如图2所示：图2中，深灰色线段为累加开关打开的时间段，这个时间段也正是主动钻杆向下进尺的区间，浅灰色线段为拉绳传感器记录的夹持器带动主动钻杆累计向下进尺深度，例如图2中共进尺了1.51米。在完成进尺后工人将主动钻杆12从孔内拔出，打开回转器13的盖子。回转器盖子边沿装有一个回转器接近开关26，当回转器盖子打开时，回转器接近开关26会发送一个信号告知采集仪回转器盖子处于开启状态。2-钻杆长度计算当回转器盖子处于开启状态时，卷扬机14上的编码器24开始记录卷扬机14动作，即卷扬机14拔杆时下降和上升的距离，并将数据上传至数据库，当钻杆拔完时，支架11下的光栅27会发送信号告诉系统钻孔内已无杆，回转器盖子打开到孔内无杆的时间段就是拔杆区间，拔杆区间形成的波形如图3所示。图3中总共有21个波形，其中20个高波形为3米钻杆，1个矮波形为1米钻杆，计算得到钻杆总长度为20*3+1＝61米。...

【技术保护点】
1.一种带钻探深度自动测量机构的地质钻探设备，/n它包括地质钻探设备，所述地质钻探设备包括/n三脚架(11)，顶部挂载滑轮(142)，底部固定于底盘(16)上，底盘(16)上设有变速箱(15)；/n主动钻杆(12)，与钻杆连接，驱动钻杆实现钻探；/n回转器(13)，安装于变速箱(15)上，用于驱动主动钻杆(12)转动；/n卷扬机(14)，通过缆线(141)与主动钻杆(12)连接以实现起吊钻杆，所述缆线(141)绕过三脚架(11)顶部设有的滑轮(142)；/n其特征在于：它还包括/n夹持器(21)，安装于回转器(13)上，中部设有主动钻杆(12)穿过的通孔；/n卡盘(22)，固设于夹持器(21)的通孔处，用于夹持主动钻杆(12)；/n拉绳位移传感器(23)，连接于夹持器(21)和回转器(13)之间，用于测量夹持器(21)和回转器(13)之间的距离变化；/n编码器(24)，安装于卷扬机(14)上，用于记录卷扬机(14)动作；/n卡盘接近开关(25)，安装于卡盘(22)上，用于判断卡盘是否卡住主动钻杆(12)；/n回转器接近开关(26)，安装于变速箱(15)上，用于判断回转器盖是否闭合；/n光栅(27)，安装于底盘(16)下部，用于检测有无钻杆；/n数据采集仪，通过屏蔽线缆与卡盘接近开关(25)、回转器接近开关(26)、编码器(24)和拉绳位移传感器(23)连接，用于接收卡盘接近开关(25)、回转器接近开关(26)、编码器(24)和拉绳位移传感器(23)的数据；经数据采集仪分析处理后通过物联网系统上传至服务器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带钻探深度自动测量机构的地质钻探设备，
它包括地质钻探设备，所述地质钻探设备包括
三脚架(11)，顶部挂载滑轮(142)，底部固定于底盘(16)上，底盘(16)上设有变速箱(15)；
主动钻杆(12)，与钻杆连接，驱动钻杆实现钻探；
回转器(13)，安装于变速箱(15)上，用于驱动主动钻杆(12)转动；
卷扬机(14)，通过缆线(141)与主动钻杆(12)连接以实现起吊钻杆，所述缆线(141)绕过三脚架(11)顶部设有的滑轮(142)；
其特征在于：它还包括
夹持器(21)，安装于回转器(13)上，中部设有主动钻杆(12)穿过的通孔；
卡盘(22)，固设于夹持器(21)的通孔处，用于夹持主动钻杆(12)；
拉绳位移传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴一鸣，韩中阳，李欣，
申请(专利权)人：福州盈光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35