【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤矿开采，涉及一种钻孔轨迹便携式随钻测量装置及其使用方法。
技术介绍
1、随着矿井采深不断延伸，瓦斯治理面临着新的挑战。在高瓦斯、高应力以及地质条件更加复杂的环境中要确保矿井安全开采，瓦斯高效抽采是基础也是保障。随着钻进技术及装备的不断发展，将定向钻孔与普通钻孔结合，形成了大区域定向钻孔覆盖与局部钻孔靶向控制的瓦斯抽采模式，在此基础上钻孔施工是否可靠则是影响瓦斯抽采效果的关键，而钻孔轨迹可检验钻孔施工效果与施工质量，有着重要指导意义。钻孔施工成本较高尤其是定向钻孔，如果完成钻孔施工而未达到设计要求，则会造成抽采空白带并增大生产成本，因此要保证瓦斯高效抽采，钻孔轨迹必须精确快速掌握。同时现行《防治煤与瓦斯突出细则》中也明确要求了对超过60m以上的长钻孔，必须要测定一定数量钻孔的钻孔轨迹，来确保区域防突措施效果可靠。由此说明，钻孔轨迹是钻进
的基础以及重要参考依据，精确测量钻孔轨迹对于瓦斯治理与安全生产具有意义重大。
2、现阶段实现钻孔轨迹测量的技术及装备是以磁力计为基础进行开发，为了保证测量精度还需配备无磁钻杆及探管进行测定，但无磁钻杆生产工序复杂、成本昂贵，导致了测定一个钻孔轨迹的实际成本较高，且测定装置体积较大，不便于安装与运输。另一方面，在高应力条件下的松软煤层或者容易塌孔的煤层中施工钻孔，很有可能存在卡钻、抱钻等异常情况，可能导致钻头钻杆掉落在钻孔中无法撤出的情况，这就进一步加大了钻孔轨迹测定的成本，在一定程度上减少了钻孔轨迹测量的范围及规模。而mems陀螺仪在方位测定中不受磁场因素的影响且
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于解决钻孔轨迹测量成本昂贵、装置重、钻孔轨迹大规模测定受到限制的实际问题，提出一种钻孔轨迹便携式随钻测量装置及其使用方法，不依靠无磁钻杆为载体，并且成本低、精度高。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种钻孔轨迹便携式随钻测量装置，包括用于展示钻孔轨迹的移动展示终端和用于测定钻孔轨迹参数的测量终端；所述测量终端呈圆柱状，两端分别与钻头和钻杆连接；钻进过程，所述测量终端随钻具进入钻孔，采集钻孔轨迹参数并存储；退钻后，所述移动展示终端与测量终端进行通讯连接，接收所述测量终端所采集的钻孔轨迹参数并进行分析处理、成图及多维展示，从而获取全钻孔轨迹信息。
4、进一步，所述测量终端包括壳体、测定机构、同心胶圈；所述壳体的两端设有用于与钻头或钻杆连接的公接头和母接头，所述壳体为中空结构；所述测定机构为整体密封结构，所述同心胶圈呈间隔套装于测定机构上，所述测定机构通过同心胶圈支撑设于所述壳体的内腔中；所述测定机构与壳体内壁之间形成导通钻杆与钻头的水气通道。
5、进一步，所述同心胶圈与壳体内壁接触的外圆上设有若干个缺口，通过缺口使水气通道贯通，确保压风或水流经测量终端输送至孔底。
6、进一步，所述测定机构包括电池腔体、连接头、传感器腔体；所述电池腔体与传感器腔体通过所述连接头连接；所述连接头通过环氧树脂进行密封；
7、所述电池腔体设有矿用电池，所述传感器腔体内设有电路板、电路板支撑、mems陀螺仪、加速度传感器、存储器、蓝牙模块；
8、所述电路板通过电路板支撑固定在传感器腔体内，并通过电源线与矿用电池连接；所述mems陀螺仪、三轴加速度传感器、存储器、蓝牙模块均设于电路板上，并与电路板连接；
9、所述mems陀螺仪用于连续采集钻进过程中的方位数据，所述三轴加速度传感器用于测量钻进过程中的倾角与位移数据；所述mems陀螺仪、三轴加速度传感器均与存储器连接，并将数据保存于存储器中，所述存储器与蓝牙模块连接，在撤出钻杆后存储器通过蓝牙模块将数据发送给移动展示终端。
10、mems陀螺仪在参数测定过程不受磁场的影响，对壳体材料无需进行消磁处理，故无需采用无磁钻杆为载体承载测定机构，可降低投入成本及装置体积。
11、一种钻孔轨迹便携式随钻测量装置的使用方法，采用上述的钻孔轨迹便携式随钻测量装置进行钻孔轨迹测量，包括如下步骤：
12、s1：将测量终端与钻头、钻杆进行连接，连接移动展示终端与测量终端，对装置进行检查，确定装置运行正常；同步测定终端与移动展示终端的数据时间；
13、s2：记录开钻前钻孔的编号、测点位置、方位、倾角、钻孔信息，并输入移动展示终端保存，同时将钻孔编号与测量终端进行同步，确保测量终端的测定钻孔参数与移动展示终端相匹配；
14、s3：完成钻进过程，并撤出钻具与钻孔轨迹便携式随钻测量装置，将测量终端的数据通过蓝牙或有线通讯方式传输至移动展示终端，移动展示终端完成钻孔轨迹参数处理后展示出该钻孔的全钻孔轨迹信息及图像。
15、进一步，测量终端在测量过程中：
16、当位移量s和倾角未发生变化时直至位移量s开始增加，判断为接钻杆或空转情况，记录持续时间△t，△t时间段内采集数据为无效钻进数据，不进行存储；
17、当位移量s开始减少，判断为未向前钻进状态，记录对应时刻t，直至位移量恢复到s，持续时间为△t，△t时间段内采集数据为无效钻进数据，不进行存储；
18、当位移量s持续减少，且不在有增量产生，记录对应时刻t，判别为退钻过程，时刻t之后所采集的数据都不进行存储。
19、本专利技术的有益效果在于：
20、1、本专利技术采用mems陀螺仪与三轴加速度传感器随钻采集钻孔轨迹的方位、倾角、位移信息，不再使用磁力计进行参数采集，可避免磁场对测定结果的影响，不再需要无磁钻杆以及探管为载体，可大幅度节约装置成本且安装更加简单，有效降低了井下工人钻孔轨迹测定过程中的劳动强度。
21、2、本专利技术中测量终端实时全过程采集数据，可自动进行钻进数据有效性判识，自动筛除无效数据，提高数据的有效性，从而提高钻孔轨迹精度。
22、3、本专利技术可有效降低钻孔轨迹测定成本，这样可助推矿井开展钻孔大范围的轨迹测量工作，这对钻孔施工质量以及瓦斯抽采效果提供了更多的基础信息及支撑，对于提升矿井安全高效开采起到推动作用。
23、4、本专利技术结构简单，可根据钻杆的尺寸定制不同直径钻孔的轨迹测量装置，通用性较强；另外本专利技术还可以用于非煤矿领域，如隧道钻孔施工，应用领域多且广。
24、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种钻孔轨迹便携式随钻测量装置，其特征在于：包括用于展示钻孔轨迹的移动展示终端和用于测定钻孔轨迹参数的测量终端；所述测量终端呈圆柱状，两端分别与钻头和钻杆连接；钻进过程，所述测量终端随钻具进入钻孔，采集钻孔轨迹参数并存储；退钻后，所述移动展示终端与测量终端进行通讯连接，接收所述测量终端所采集的钻孔轨迹参数并进行分析处理、成图及多维展示，从而获取全钻孔轨迹信息。
2.根据权利要求1所述的钻孔轨迹便携式随钻测量装置，其特征在于：所述测量终端包括壳体、测定机构、同心胶圈；所述壳体的两端设有用于与钻头或钻杆连接的公接头和母接头，所述壳体为中空结构；所述测定机构为整体密封结构，所述同心胶圈呈间隔套装于测定机构上，所述测定机构通过同心胶圈支撑设于所述壳体的内腔中；所述测定机构与壳体内壁之间形成导通钻杆与钻头的水气通道。
3.根据权利要求2所述的钻孔轨迹便携式随钻测量装置，其特征在于：所述同心胶圈与壳体内壁接触的外圆上设有若干个缺口，通过缺口使水气通道贯通，确保压风或水流经测量终端输送至孔底。
4.根据权利要求2所述的钻孔轨迹便携式随钻测量装置，其特征在
5.一种钻孔轨迹便携式随钻测量装置的使用方法，其特征在于：采用如权利要求1～4任一项所述的钻孔轨迹便携式随钻测量装置进行钻孔轨迹测量，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的钻孔轨迹便携式随钻测量装置的使用方法，其特征在于：测量终端在测量过程中，
...【技术特征摘要】
1.一种钻孔轨迹便携式随钻测量装置，其特征在于：包括用于展示钻孔轨迹的移动展示终端和用于测定钻孔轨迹参数的测量终端；所述测量终端呈圆柱状，两端分别与钻头和钻杆连接；钻进过程，所述测量终端随钻具进入钻孔，采集钻孔轨迹参数并存储；退钻后，所述移动展示终端与测量终端进行通讯连接，接收所述测量终端所采集的钻孔轨迹参数并进行分析处理、成图及多维展示，从而获取全钻孔轨迹信息。
2.根据权利要求1所述的钻孔轨迹便携式随钻测量装置，其特征在于：所述测量终端包括壳体、测定机构、同心胶圈；所述壳体的两端设有用于与钻头或钻杆连接的公接头和母接头，所述壳体为中空结构；所述测定机构为整体密封结构，所述同心胶圈呈间隔套装于测定机构上，所述测定机构通过同心胶圈支撑设于所述壳体的内腔中；所述测定机构与壳体内...
【专利技术属性】
技术研发人员：隆清明，胡杰，张庆华，饶家龙，邱飞，陈德敏，周锦萱，瞿宝华，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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