【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤田地球物理测井，涉及一种煤矿井下钻孔测深装置及测深方法。
技术介绍
1、煤矿井下测井设备用于在探放水孔和瓦斯抽采孔中测量钻孔的空间分布、含水异常体、地质构造以及煤层分布状态，是保障煤矿安全和煤矿地质透明化的重要手段。
2、钻孔深度的快速精确测量，是测井资料准确利用的基础。目前，探放水孔和瓦斯抽采孔成孔后，深度测量方法主要包括人工计数法、光码盘法、人工智能法、声波法等。其中，人工计数法较为常用，但该方法易受人为因素影响，出错的概率较大，可能出现误报、漏报的情况，且难以追溯；夹持器法，若夹持装置夹的过紧，则妨碍推杆推送，若夹持装置夹的过松，则无法紧随推杆的运动而转动，存在较大的测量误差；光码盘法存在电缆线与推杆深度运行不同步的缺陷，且光码盘法无法实现反转计数，不能实现推杆倒退时测深；人工智能方法需要建立大量的样本，样本的创建方法和网络结构的构建对其测量结果有较大影响；声波法易受井内噪声及测量环境干扰的影响，测量效果不理想，综上所述，亟需研发不需要人为干预、能够有效测量钻孔深度的装置和方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供一种煤矿井下钻孔测深装置及测深方法，以克服现有技术中存在的探放水孔和瓦斯抽采孔的孔深测量误差较大的技术问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：
3、一种煤矿井下钻孔测深装置，包括壳体、穿设在所述壳体内的深度测量管，以及设置在壳体上的数据采集单元、数据存储处理单元和供电单元
4、所述数据采集单元用于采集深度测量管的图像和磁信号，并将采集到的图像和磁信号发送给数据存储处理单元；
5、所述数据存储处理单元与数据采集单元相连，对数据采集单元发送的图像和磁信号进行接收和处理，并将处理后的数据传送给远端服务器；
6、所述供电单元用于为所述的数据采集单元和数据存储处理单元供电。
7、本专利技术还具有以下技术特征：
8、具体的，所述壳体前端设置有法兰座，所述法兰座中间贯通开设有第一安装孔，所述壳体内间隔设置有至少两个支撑体，所述支撑体上贯通开设有第二安装孔，所述第一安装孔与第二安装孔同轴设置；所述深度测量管穿过第二安装孔和第一安装孔。
9、更进一步的，所述深度测量管包括多个同轴连通设置的测量短节，所述测量短节包括碳纤维推送杆本体，以及设置在碳纤维推送杆本体两端的金属公接头和金属母接头，相邻碳纤维推送杆本体通过公接头与母接头实现对接。
10、更进一步的，所述壳体包括壳体主体以及与所述壳体主体侧壁相连的安装板，所述壳体主体两端开放，所述支撑体设置在壳体主体内，所述数据存储处理单元和供电单元均设置在所述安装板上。
11、更进一步的，所述数据采集单元包括摄像头和磁传感器，所述磁传感器包括第一磁传感器和第二磁传感器；所述第一磁传感器和摄像头均设置在壳体主体顶板上，所述第二磁传感器设置在壳体主体侧壁上。
12、更进一步的，所述法兰座上靠近边缘处还沿周向布设有多个供螺栓穿过的弧形安装孔。
13、更进一步的，所述支撑体包括连接设置的支撑部和连接部，所述连接部上贯通设置所述的第二安装孔，所述支撑部与所述壳体主体可拆卸连接。
14、本专利技术还保护一种煤矿井下钻孔测深方法，该方法采用上述煤矿井下钻孔测深装置实现，包括以下步骤：
15、步骤1、借助法兰座完成壳体与孔内管内壁的连接，所述孔内管设置在钻孔内；
16、步骤2、启动摄像头、第一磁传感器和第二磁传感器；
17、步骤3、向壳体内推送深度测量管，在推送过程中，磁传感器采集磁信号，并根据采集到的磁信号对金属公接头进行标记，得到金属公接头计数值；摄像头实时采集深度测量管图像；
18、步骤4、根据得到的金属公接头计数值和摄像头实时采集的图像，确定钻孔深度。
19、作为优选，所述步骤4具体包括以下子步骤：
20、步骤4.1、根据金属公接头计数值，确定已整根推送的深度测量管的数量n；
21、步骤4.2、根据摄像头实时采集的深度测量管图像，使用图像比对法，确定未整根推送的深度测量管的推送深度d；
22、步骤4.2、确定当前的钻孔深度为：n×深度测量管长度+d。
23、本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：
24、(1)本专利技术装置结合了采集金属接头磁信号的磁传感器，采集深度测量管推送图像的摄像头，能够实施采集推送的图像和磁信号，结构简单、适应性强、可以减少环境对钻孔深度测量的影响，极大提升了钻孔深度确定的可靠性，具有很强的推广使用价值。
25、(2)本专利技术方法利用磁传感器采集金属接头的磁信号，用摄像头采集深度测量管的推送图像，利用采用相似性识别技术，确定未整根推送的深度测量管的推送深度，最终计算出钻孔深度，有效避免了钻进过程中由人工计数导致的钻进深度测量劳动强度大，存在误报、漏报等情况的缺陷，使钻孔深度确定更为准确、合理，钻孔深度确定的效率和精度得到很好的平衡。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种煤矿井下钻孔测深装置，包括壳体(1)、穿设在所述壳体(1)内的深度测量管(2)，以及设置在壳体(1)上的数据采集单元(3)、数据存储处理单元(4)和供电单元(5)；
2.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔测深装置，其特征在于，所述壳体(1)前端设置有法兰座(7)，所述法兰座(7)中间贯通开设有第一安装孔，所述壳体(1)内间隔设置有至少两个支撑体(6)，所述支撑体(6)上贯通开设有第二安装孔(61)，所述第一安装孔与第二安装孔(61)同轴设置；所述深度测量管(2)穿过第二安装孔(61)和第一安装孔。
3.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔测深装置，其特征在于，所述深度测量管(2)包括碳纤维推送杆本体(21)，以及设置在碳纤维推送杆本体(21)两端的金属公接头(22)和金属母接头(23)。
4.如权利要求2所述的煤矿井下钻孔测深装置，其特征在于，所述壳体(1)包括壳体主体(11)以及与所述壳体主体(11)侧壁相连的安装板(12)，所述壳体主体(11)两端开放，所述支撑体(6)设置在壳体主体(11)内，所述数据存储处理单元(4)和供电单元(5)均设置
5.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔测深装置，其特征在于，所述数据采集单元(3)包括摄像头(31)和磁传感器(32)，所述磁传感器(32)包括第一磁传感器(321)和第二磁传感器(322)；所述第一磁传感器(321)和摄像头(32)均设置在壳体主体(11)顶板上，所述第二磁传感器(322)设置在壳体主体(11)侧壁上，所述第一磁传感器(321)与壳体主体(11)前端面的垂直距离等于第二磁传感器(322)与壳体主体(11)前端面的垂直距离。
6.如权利要求2所述的煤矿井下钻孔测深装置，其特征在于，所述法兰座(7)上靠近边缘处还沿周向布设有多个供螺栓穿过的弧形安装孔(71)。
7.如权利要求2所述的煤矿井下钻孔测深装置，其特征在于，所述支撑体(6)包括连接设置的支撑部(62)和连接部(63)，所述连接部(63)上贯通设置所述的第二安装孔(61)，所述支撑部(62)与所述壳体主体(11)可拆卸连接。
8.一种煤矿井下钻孔测深方法，其特征在于，通过如权利要求1～7任一项所述的煤矿井下钻孔测深装置实现，包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的煤矿井下钻孔测深方法，其特征在于，所述步骤4具体包括以下子步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下钻孔测深装置，包括壳体(1)、穿设在所述壳体(1)内的深度测量管(2)，以及设置在壳体(1)上的数据采集单元(3)、数据存储处理单元(4)和供电单元(5)；
2.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔测深装置，其特征在于，所述壳体(1)前端设置有法兰座(7)，所述法兰座(7)中间贯通开设有第一安装孔，所述壳体(1)内间隔设置有至少两个支撑体(6)，所述支撑体(6)上贯通开设有第二安装孔(61)，所述第一安装孔与第二安装孔(61)同轴设置；所述深度测量管(2)穿过第二安装孔(61)和第一安装孔。
3.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔测深装置，其特征在于，所述深度测量管(2)包括碳纤维推送杆本体(21)，以及设置在碳纤维推送杆本体(21)两端的金属公接头(22)和金属母接头(23)。
4.如权利要求2所述的煤矿井下钻孔测深装置，其特征在于，所述壳体(1)包括壳体主体(11)以及与所述壳体主体(11)侧壁相连的安装板(12)，所述壳体主体(11)两端开放，所述支撑体(6)设置在壳体主体(11)内，所述数据存储处理单元(4)和供电单元(5)均设置在所述安装板(12)上。
5.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张意，杨冬冬，蒋必辞，陈刚，陈龙，田小超，张冀冠，毕志琴，陈翔，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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