用來(lái)勘測(cè)鉆孔的方法,鉆削設(shè)備,和鉆孔勘測(cè)組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及如獨(dú)立權(quán)利要求1的前序中限定的用來(lái)勘測(cè)鉆孔的方法。
[0002]本發(fā)明也涉及如獨(dú)立權(quán)利要求20的前序中限定的用于沖擊鉆削的鉆削設(shè)備。
[0003]本發(fā)明也涉及如獨(dú)立權(quán)利要求36中限定的用于沖擊鉆削的方法中和/或用于沖擊鉆削的設(shè)備中使用的鉆孔勘測(cè)組件。
【背景技術(shù)】
[0004]在鉆削中，重要的是，具有關(guān)于鉆孔的深度和方向的信息。為了這個(gè)目的，在該技術(shù)領(lǐng)域中已知各種鉆孔勘測(cè)工具和方法，通過(guò)該鉆孔勘測(cè)工具和方法可以獲得關(guān)于鉆孔的深度和方向的信息。
[0005]公開(kāi)文獻(xiàn)US 8011447給出一種典型地用于地下采礦情況的勘測(cè)鉆孔的方法，其中使用頂錘鉆鉆削孔，使用位于鉆頭附近的勘測(cè)工具，在鉆削操作之后在鉆柱從該孔撤回時(shí)該勘測(cè)工具用于記錄位置讀書(shū)。以這種方式，可以在鉆削操作進(jìn)行時(shí)實(shí)時(shí)地記錄由鉆柱鉆削的實(shí)際的孔，并且示出從預(yù)期孔位置的偏差。該勘測(cè)工具典型地包括慣性勘測(cè)包、功率源和數(shù)據(jù)記錄器，該勘測(cè)包選自包括在商業(yè)上已知的本身已知的勘測(cè)包的組，以便具有抵抗振動(dòng)和撞擊的優(yōu)良特性?？睖y(cè)工具在進(jìn)行鉆削時(shí)被維持在睡眠模式中，并且在鉆柱從實(shí)際孔路徑逐漸撤回時(shí)被激活以提供位置數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用來(lái)勘測(cè)鉆孔的方法，一種鉆削設(shè)備，和一種鉆孔勘測(cè)工具組件。
[0007]本發(fā)明的用來(lái)勘測(cè)鉆孔的方法的特征在于，獨(dú)立權(quán)利要求1的限定。
[0008]該方法的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求2到19中被限定。
[0009]該方法包括第一提供步驟，該第一提供步驟用來(lái)提供鉆具，該鉆具包括至少一個(gè)鉆桿和鉆頭組件。該方法另外包括第二提供步驟，該第二提供步驟用來(lái)提供鉆孔勘測(cè)工具，該鉆孔勘測(cè)工具包括用來(lái)測(cè)量鉆孔的傳感器機(jī)構(gòu)。該方法包括布置步驟，該布置步驟用來(lái)將鉆孔勘測(cè)工具布置在鉆具內(nèi)。該方法包括鉆削步驟，該鉆削步驟通過(guò)包括至少?zèng)_擊鉆削的鉆削過(guò)程借助鉆具用來(lái)鉆削鉆孔。該方法包括測(cè)量步驟，該測(cè)量步驟通過(guò)鉆孔勘測(cè)工具的傳感器機(jī)構(gòu)用來(lái)測(cè)量鉆孔以獲得鉆孔的數(shù)據(jù)。該方法包括處理步驟，該處理步驟通過(guò)數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)用來(lái)處理鉆孔的數(shù)據(jù)以獲得鉆孔狀態(tài)信息。在該方法中，使用一種鉆具，該鉆具包括中心沖洗通道，該中心沖洗通道用來(lái)將沖洗流體傳導(dǎo)到鉆頭組件，并且鉆孔勘測(cè)工具在布置步驟中被布置在中心沖洗通道中，使得沖洗流體可以在中心沖洗通道中流過(guò)鉆孔勘測(cè)工具。該布置步驟優(yōu)選地但不必然地包括在阻尼機(jī)構(gòu)之間將鉆孔勘測(cè)工具懸置在鉆具的中心沖洗通道中。這種阻尼機(jī)構(gòu)優(yōu)選地但不必然地包括以下部件的至少一個(gè):由具有0.5和3.0mm之間的厚度的線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機(jī)構(gòu)，液壓阻尼機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)。這種阻尼機(jī)構(gòu)可以例如包括由線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機(jī)構(gòu)，該線材或類似物的厚度(諸如直徑)在0.5和3.0mm之間，優(yōu)選地在1.0和2.5mm之間，更優(yōu)選地在1.5和2.0mm之間，例如1.8mm。
[0010]本發(fā)明的用于沖擊鉆削的鉆削設(shè)備對(duì)應(yīng)地特征在于獨(dú)立權(quán)利要求20的限定。
[0011]鉆削設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求21到35中被限定。
[0012]該鉆削設(shè)備包括用來(lái)鉆削鉆孔的鉆具。鉆具包括至少一個(gè)鉆桿和鉆頭組件。該鉆削設(shè)備包括鉆孔勘測(cè)工具，該鉆孔勘測(cè)工具包括傳感器機(jī)構(gòu)，該傳感器機(jī)構(gòu)用來(lái)測(cè)量由鉆具鉆削的鉆孔以獲得由鉆具鉆削的鉆孔的數(shù)據(jù)，其中鉆孔勘測(cè)工具被布置在鉆具內(nèi)。該鉆削設(shè)備包括數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)，該數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)用來(lái)處理鉆孔的數(shù)據(jù)以獲得鉆孔狀態(tài)信息。該鉆具包括中心沖洗通道，該中心沖洗通道用來(lái)將沖洗流體傳導(dǎo)到鉆頭組件，并且鉆孔勘測(cè)工具被布置在中心沖洗通道中，使得流體可以在中心沖洗通道中流過(guò)鉆孔勘測(cè)工具。鉆孔勘測(cè)工具優(yōu)選地但不必然地在阻尼機(jī)構(gòu)之間被懸置在沖洗通道中。該方法中使用的阻尼機(jī)構(gòu)優(yōu)選地但不必然地包括以下部件的至少一個(gè):由具有0.5和3.0mm之間的厚度的線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機(jī)構(gòu)，液壓阻尼機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)。該方法中使用的阻尼機(jī)構(gòu)可以例如包括由線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機(jī)構(gòu)，該線材或類似物的厚度(諸如直徑)在0.5和3.0mm之間，優(yōu)選地在1.0和2.5mm之間，更優(yōu)選地在1.5和2.0mm之間，例如1.8mm。
[0013]本發(fā)明也涉及如權(quán)利要求36中限定的用于沖擊鉆削的方法中和/或用于沖擊鉆削的設(shè)備中使用的鉆孔勘測(cè)組件。
[0014]鉆孔勘測(cè)組件的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求37到50中被限定。
[0015]該鉆孔勘測(cè)組件包括鉆孔勘測(cè)工具，該鉆孔勘測(cè)工具包含用來(lái)收集鉆孔的數(shù)據(jù)的傳感器機(jī)構(gòu)。鉆孔勘測(cè)組件另外包括阻尼機(jī)構(gòu)以便在所述阻尼機(jī)構(gòu)之間將鉆孔勘測(cè)工具懸置在用于沖擊鉆削的鉆具的中心沖洗通道中。這種阻尼機(jī)構(gòu)優(yōu)選地但不必然地包括以下部件的至少一個(gè):由具有0.5和3.0mm之間的厚度的線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機(jī)構(gòu)，液壓阻尼機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)。這種阻尼機(jī)構(gòu)可以例如包括由線材或類似物制成的諸如圓錐形彈簧的彈簧機(jī)構(gòu)，該線材或類似物的厚度(諸如直徑)在0.5和3.0mm之間，優(yōu)選地在1.0和2.5mm之間，更優(yōu)選地在1.5和2.0mm之間，例如1.8mm。
[0016]阻尼機(jī)構(gòu)的目的是在沖擊鉆削期間保護(hù)鉆孔勘測(cè)組件的部件。鉆孔勘測(cè)組件的部件可以意指例如用來(lái)產(chǎn)生指示角速率的第一信號(hào)的至少一個(gè)陀螺儀傳感器和用來(lái)產(chǎn)生指示沿由鉆削設(shè)備鉆削的鉆孔的加速度的第二信號(hào)的至少一個(gè)加速度傳感器或鉆削設(shè)備和可能的壓電裝置，該壓電裝置在沖擊鉆削期間用來(lái)獲取電能。
[0017]如果鉆孔勘測(cè)組件設(shè)置有在沖擊鉆削期間用來(lái)獲取電能的壓電裝置，則鉆孔勘測(cè)組件的阻尼機(jī)構(gòu)優(yōu)選地但不必然地被調(diào)整以在沖擊鉆削期間為壓電裝置產(chǎn)生正確的振蕩頻率，使得壓電裝置在沖擊鉆削期間能夠獲取電能。
【附圖說(shuō)明】
[0018]在下面，將通過(guò)參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中
[0019]圖1示出鉆削設(shè)備，
[0020]圖2以剖視圖示出設(shè)置有鉆孔勘測(cè)組件的鉆具的端部，
[0021]圖3以剖視圖示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的鉆孔勘測(cè)組件，
[0022]圖4示出第一轉(zhuǎn)接器部分和第二轉(zhuǎn)接器部分，該第一轉(zhuǎn)接器部分和第二轉(zhuǎn)接器部分在一些實(shí)施例中用來(lái)將鉆頭組件緊固到鉆具的鉆桿，并且圖4也示出當(dāng)使用這種第一轉(zhuǎn)接器部分和這種第二轉(zhuǎn)接器部分時(shí)如何可以布置鉆孔勘測(cè)工具，
[0023]圖5示出根據(jù)另一實(shí)施例的鉆孔勘測(cè)組件，
[0024]圖6是壓電裝置的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)視圖，該壓電裝置可以用于鉆孔勘測(cè)組件以便在沖擊鉆削期間用來(lái)獲取電能，并且
[0025]圖7是圖6中示出的壓電裝置的更詳細(xì)的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明涉及一種用來(lái)勘測(cè)鉆孔的方法，涉及一種鉆孔設(shè)備，并且涉及一種用于該方法和/或該設(shè)備的鉆孔勘測(cè)組件。
[0027]首先，將更詳細(xì)地描述用來(lái)勘測(cè)鉆孔的方法和該方法的一些優(yōu)選實(shí)施例和變體。
[0028]該方法包括第一提供步驟，該第一提供步驟用來(lái)提供鉆具1，該鉆具包括至少一個(gè)鉆桿2和鉆頭組件3。
[0029]該方法另外包括第二提供步驟，該第二提供步驟用來(lái)提供鉆孔勘測(cè)工具4，該鉆孔勘測(cè)工具包括用來(lái)測(cè)量鉆孔6的傳感器機(jī)構(gòu)5。
[0030]該方法包括布置步驟，該布置步驟用來(lái)將鉆孔勘測(cè)工具4布置在鉆具I內(nèi)。
[0031]該方法包括鉆削步驟，該鉆削步驟通過(guò)包括至少?zèng)_擊鉆削的鉆削過(guò)程借助鉆具I用來(lái)鉆削鉆孔6。
[0032]該方法包括測(cè)量步驟，該測(cè)量步驟通過(guò)鉆孔勘測(cè)工具4的傳感器機(jī)構(gòu)5用來(lái)測(cè)量鉆孔6以獲得鉆孔6的數(shù)據(jù)。
[0033]該方法可以包括:發(fā)送步驟，該發(fā)送步驟用來(lái)從鉆孔勘測(cè)工具4發(fā)送鉆孔6的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)7 ;和接收步驟，該接收步驟通過(guò)數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)7用來(lái)接收鉆孔6的數(shù)據(jù)。在發(fā)送步驟和接收步驟中，可以使用有線或無(wú)線連接(圖中未示出)。在該方法的優(yōu)選實(shí)施例中，該方法包括保存步驟，當(dāng)鉆孔勘測(cè)工具4與鉆具一起至少部分地位于鉆孔6中時(shí)，該保存步驟用來(lái)將鉆孔6的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在鉆孔勘測(cè)工具4的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)26上。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在鉆孔勘測(cè)工具4已經(jīng)從鉆孔6被移除之后通過(guò)從存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)26傳遞鉆孔6的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)7執(zhí)行發(fā)送步驟和接收步驟。
[0034]該方法包括處理步驟，該處理步驟通過(guò)數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)7用來(lái)處理鉆孔6的數(shù)據(jù)以獲得鉆孔狀態(tài)?目息。
[0035]在該方法中，使用一種包括中心沖洗通道8的鉆具1，該中心沖洗通道用來(lái)傳導(dǎo)諸如沖洗液體和/或沖洗氣體的沖洗流體到鉆頭組件3，并且鉆孔勘測(cè)工具4在布置步驟中以可釋放的方式或固定地被布置在中心沖洗通道8中，使得沖洗流體可以在中心沖洗通道8中流過(guò)鉆具I中的鉆孔勘測(cè)工具4。
[0036]因?yàn)殂@孔勘測(cè)工具4在布置步驟中被布置在中心沖洗通道8中，因此鉆孔勘測(cè)工具4將被在鉆具I的中心沖洗通道8中流動(dòng)的沖洗流體冷卻。
[0037]該方法可以包括使用包括沖洗通道段30的鉆頭組件3，并且該布置步驟可以包括將鉆孔勘測(cè)工具4至少部分地布置在鉆頭組件3的沖洗通道段30中。
[0038]在該方法的一些實(shí)施例中，該方法的第一提供步驟包括另外提供轉(zhuǎn)接器9，該轉(zhuǎn)接器包括中心沖洗通道段36。在這種實(shí)施例中，該布置步驟包括通過(guò)轉(zhuǎn)接器9將鉆頭組件3緊固到鉆具I的鉆桿2，使得轉(zhuǎn)接器9的中心沖洗通道段36形成鉆具I的中心沖洗通道8的一部分。在這種實(shí)施例中，該布置步驟包括將鉆孔勘測(cè)工具4至少部分地布置在轉(zhuǎn)接器9的中心沖洗通道段36中。
[0039]在該方法的一些實(shí)施例中，該方法的第一提供步驟包括另外提供轉(zhuǎn)接器9，該轉(zhuǎn)接器包括第一轉(zhuǎn)接器部分10和第二轉(zhuǎn)