一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置。包括礦用本安型隨鉆測(cè)量探管、礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)、礦用本安型專家診斷儀、礦用本安型鍵盤。所述礦用本安型隨鉆測(cè)量探管實(shí)時(shí)采集鉆頭的姿態(tài)信息并進(jìn)行姿態(tài)融合結(jié)算后，通過(guò)礦用通纜鉆桿向外傳遞；所述礦用本安型數(shù)據(jù)診斷儀接收探管傳出姿態(tài)信息，并監(jiān)控探管、通纜鉆桿的狀態(tài)，做出判別，后將信息通過(guò)RS485串行總線傳遞給礦隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)；所述礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)接收信息并通過(guò)專門的測(cè)量軟件進(jìn)行顯示。本研究發(fā)明不但能夠?qū)崟r(shí)判斷測(cè)量探管是否故障，同時(shí)也能夠檢測(cè)通纜鉆桿是否存在故障，從而提高工人成孔效率，降低塌孔、掉鉆的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦與石油使用的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置，具體涉及一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]礦用有線隨鉆測(cè)量裝置被廣泛應(yīng)用于煤礦、石油等惡劣環(huán)境中，可隨鉆測(cè)量鉆孔傾角、方位角、工具面向角等主要參數(shù)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)鉆孔參數(shù)、軌跡即時(shí)顯示，便于司鉆人員隨時(shí)了解鉆孔施工情況，并及時(shí)調(diào)整彎頭方向和工藝參數(shù)，準(zhǔn)確的定向鉆進(jìn)。具有組成簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)可靠，易于操作的特點(diǎn)，但作為實(shí)時(shí)、可靠通信的關(guān)鍵部件的通纜鉆桿會(huì)隨著頻繁使用，每個(gè)鉆桿的接頭部分會(huì)出現(xiàn)破損、松動(dòng)嚴(yán)重影響信號(hào)的傳輸。同時(shí)，工人在鉆孔施工前必須對(duì)所有的通纜鉆桿進(jìn)行檢查，但排查手段單一，不能夠有效檢查出故障鉆桿，導(dǎo)致鉆進(jìn)中途退鉆檢查，不但增加工人的勞動(dòng)量，降低成孔效率，更嚴(yán)重的是大大增加了塌孔、掉鉆的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有礦用有線隨鉆測(cè)量裝置存在的不足，提供了一種具有實(shí)時(shí)專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下技術(shù)方案:
[0005]—種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置，包括礦用本安型隨鉆測(cè)量探管、礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)、礦用本安型專家診斷儀、礦用本安型鍵盤，所述礦用本安型隨鉆測(cè)量探管連接礦用本安型專家診斷儀，礦用本安型隨鉆測(cè)量探管實(shí)時(shí)采集鉆頭的姿態(tài)信息并進(jìn)行姿態(tài)融合結(jié)算后，通過(guò)礦用通纜鉆桿向外傳遞;所述礦用本安型專家診斷儀接收礦用本安型隨鉆測(cè)量探管傳出的姿態(tài)信息，并監(jiān)測(cè)礦用本安型隨鉆測(cè)量探管探管、礦用通纜鉆桿的狀態(tài)，做出判別后，將信息通過(guò)RS485串行總線傳遞給礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī);所述礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)接收信息并通過(guò)專門的測(cè)量軟件進(jìn)行顯示;所述礦用本安型鍵盤連接礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)。
[0006]進(jìn)一步的，所述礦用本安型隨鉆測(cè)量探管由姿態(tài)測(cè)量單元、通信轉(zhuǎn)換單元及探管供電單元組成，姿態(tài)測(cè)量單元通過(guò)三軸加速度計(jì)傳感器和三軸磁傳感器采集鉆頭的三軸加速度分量和三軸磁分量并進(jìn)行姿態(tài)融合結(jié)算，通信轉(zhuǎn)換單元將融合后的姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)通過(guò)礦用通纜鉆桿傳輸給礦用本安型專家診斷儀，探管供電單元用于給通信轉(zhuǎn)換單元和姿態(tài)測(cè)量單元提供電源。
[0007]進(jìn)一步的，所述礦用本安型專家診斷儀包括供電單元、自復(fù)位過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)電路、電流檢測(cè)單元、電壓檢測(cè)單元、電阻檢測(cè)單元、探管姿態(tài)接收單元、信號(hào)處理單元及RS485通信單元，其中，供電單元給專家診斷儀提供電源，自復(fù)位過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)單元用于實(shí)現(xiàn)診斷儀過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)，電流檢測(cè)單元用于電流信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，電壓檢測(cè)單元用于電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，電阻檢測(cè)單元用于電阻信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，探管姿態(tài)接收單元用于接收探管傳來(lái)的姿態(tài)信息，信號(hào)處理單元用于對(duì)采集到的電流、電壓及電阻信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理，并通過(guò)RS485通信單元傳輸?shù)降V用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)。
[0008]進(jìn)一步的，所述礦用本安型計(jì)算機(jī)主要包括AC-DC轉(zhuǎn)換單元、工控機(jī)處理單元、通信隔離單元、顯示單元及對(duì)外I/O接口，其中，AC-DC轉(zhuǎn)換單元將外部輸入的交流127V轉(zhuǎn)換成24V DC、12V DC、5V DC供給其內(nèi)部各個(gè)功能單元，顯示單元及礦用本安型鍵盤用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，工控機(jī)處理單元用于信息的處理并由專門的測(cè)量軟件顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通信隔離單元用于實(shí)現(xiàn)USB信號(hào)或RS485信號(hào)的隔離與轉(zhuǎn)換，對(duì)外I/O接口用于實(shí)現(xiàn)礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)與鍵盤、礦用本安型專家診斷儀的電氣連接。
[0009]本發(fā)明所述的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置，功能強(qiáng)大，集信息采集、處理、保護(hù)、故障診斷于一體;不但可實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的過(guò)流、過(guò)壓自動(dòng)復(fù)位保護(hù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)裝置的通信線路狀態(tài)，判斷探管、通纜鉆桿、計(jì)算機(jī)是否故障，特別是對(duì)于通纜鉆桿的檢測(cè)降低了工人的重復(fù)勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了定向鉆孔成功率，大大降低了塌孔、掉鉆所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和損失。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明所述的礦用隨鉆測(cè)量裝置組成框圖。
[0011 ]圖2為本發(fā)明所述的礦用本安型隨鉆測(cè)量探管原理框圖。
[0012]圖3為本發(fā)明所述的礦用本安型專家診斷儀原理框圖。
[0013]圖4為本發(fā)明所述的礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)原理框圖。
[0014]其中:
[0015]1.礦用本安型隨鉆測(cè)量探管 2.礦用本安型專家診斷儀
[0016]3.礦用本安型鍵盤4.礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)
[0017]101.探管供電單元102.通信轉(zhuǎn)換單元
[0018]103.姿態(tài)測(cè)量單元201.電流檢測(cè)單元
[0019]202.電壓檢測(cè)單元203.電阻檢測(cè)單元
[0020]204.探管姿態(tài)接收單元205.信號(hào)處理單元
[0021]206.RS485通信單元207.自復(fù)位過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)
[0022]電路
[0023]208.診斷儀供電單元301.AC-DC轉(zhuǎn)換單元
[0024]302.通信隔離單元303.對(duì)外I/O接口
[0025]304.工控機(jī)處理單元305.顯示單元
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例并參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0027]請(qǐng)參見圖1。一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置，包括礦用本安型隨鉆測(cè)量探管1、礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)4、礦用本安型專家診斷儀2、礦用本安型鍵盤3，所述礦用本安型隨鉆測(cè)量探管I連接礦用本安型專家診斷儀2，礦用本安型隨鉆測(cè)量探管I實(shí)時(shí)采集鉆頭的姿態(tài)信息并進(jìn)行姿態(tài)融合結(jié)算后，通過(guò)礦用通纜鉆桿向外傳遞;所述礦用本安型專家診斷儀2接收礦用本安型隨鉆測(cè)量探管I傳出的姿態(tài)信息，并監(jiān)測(cè)礦用本安型隨鉆測(cè)量探管探管1、礦用通纜鉆桿的狀態(tài)，做出判別后，將信息通過(guò)RS485串行總線傳遞給礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)4;所述礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)4接收信息并通過(guò)專門的測(cè)量軟件進(jìn)行顯示;所述礦用本安型鍵盤3連接礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)4。
[0028]請(qǐng)參見圖2。礦用本安型隨鉆測(cè)量探管I由姿態(tài)測(cè)量單元103、通信轉(zhuǎn)換單元102及探管供電單元101組成，姿態(tài)測(cè)量單元103通過(guò)三軸加速度計(jì)傳感器和三軸磁傳感器采集鉆頭的三軸加速度分量和三軸磁分量并進(jìn)行姿態(tài)融合結(jié)算，通信轉(zhuǎn)換單元102將融合后的姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)通過(guò)礦用通纜鉆桿傳輸給礦用本安型專家診斷儀2，探管供電單元101用于給通信轉(zhuǎn)換單元102和姿態(tài)測(cè)量單元103提供電源。
[0029I請(qǐng)參見圖3。礦用本安型專家診斷儀2包括供電單元208、自復(fù)位過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)電路207、電流檢測(cè)單元201、電壓檢測(cè)單元202、電阻檢測(cè)單元203、探管姿態(tài)接收單元204、信號(hào)處理單元206及RS485通信單元206，其中，供電單元208給專家診斷儀2提供電源，自復(fù)位過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)單元207用于實(shí)現(xiàn)診斷儀過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)，電流檢測(cè)單元201用于電流信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，電壓檢測(cè)單元202用于電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，電阻檢測(cè)單元203用于電阻信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，探管姿態(tài)接收單元204用于接收探管傳來(lái)的姿態(tài)信息，信號(hào)處理單元205用于對(duì)采集到的電流、電壓及電阻信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理，并通過(guò)RS485通信單元206傳輸?shù)降V用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)4。
[0030]請(qǐng)參見圖4。礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)4主要包括AC-DC轉(zhuǎn)換單元301、工控機(jī)處理單元304、通信隔離單元302、顯示單元305、對(duì)外I/O接口 303，其中，AC-DC轉(zhuǎn)換單元301將外部輸入的交流127V轉(zhuǎn)換成24V DC、12V DC、5V DC供給其內(nèi)部各個(gè)功能單元，顯示單元305及礦用本安型鍵盤4用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，工控機(jī)處理單元304用于信息的處理并由專門的測(cè)量軟件顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通信隔離單元302用于實(shí)現(xiàn)USB信號(hào)或RS485信號(hào)的隔離與轉(zhuǎn)換，對(duì)外I/O接口 303用于實(shí)現(xiàn)礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)4與礦用本安型鍵盤3、礦用本安型專家診斷儀2的電氣連接。
[0031]由此可見，本發(fā)明所述的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置，功能強(qiáng)大，集信息采集、處理、保護(hù)、專家診斷于一體其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0032]1、具有自復(fù)位過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)功能的復(fù)位。
[0033]2、能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)探管三軸加速度、三軸磁傳感器的三軸分量，檢測(cè)探管是否處于正常工作狀態(tài)。
[0034]3、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通纜鉆桿狀態(tài)，判斷鉆桿是否出現(xiàn)破損、斷裂等故障。
[0035]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，而非對(duì)其限制;應(yīng)當(dāng)指出，盡管參照上述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對(duì)上述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或?qū)ζ渲胁糠只蛘呷考夹g(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改和替換，并不使相應(yīng)的技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置，其特征在于，包括礦用本安型隨鉆測(cè)量探管、礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)、礦用本安型專家診斷儀、礦用本安型鍵盤，所述礦用本安型隨鉆測(cè)量探管連接礦用本安型專家診斷儀，礦用本安型隨鉆測(cè)量探管實(shí)時(shí)采集鉆頭的姿態(tài)信息并進(jìn)行姿態(tài)融合結(jié)算后，通過(guò)礦用通纜鉆桿向外傳遞;所述礦用本安型專家診斷儀接收礦用本安型隨鉆測(cè)量探管傳出的姿態(tài)信息，并監(jiān)測(cè)礦用本安型隨鉆測(cè)量探管探管、礦用通纜鉆桿的狀態(tài)，做出判別后，將信息通過(guò)RS485串行總線傳遞給礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī);所述礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)接收信息并通過(guò)專門的測(cè)量軟件進(jìn)行顯示;所述礦用本安型鍵盤連接礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置，其特征在于，所述礦用本安型隨鉆測(cè)量探管由姿態(tài)測(cè)量單元、通信轉(zhuǎn)換單元及探管供電單元組成，姿態(tài)測(cè)量單元通過(guò)三軸加速度計(jì)傳感器和三軸磁傳感器采集鉆頭的三軸加速度分量和三軸磁分量并進(jìn)行姿態(tài)融合結(jié)算，通信轉(zhuǎn)換單元將融合后的姿態(tài)信息轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)通過(guò)礦用通纜鉆桿傳輸給礦用本安型專家診斷儀，探管供電單元用于給通信轉(zhuǎn)換單元和姿態(tài)測(cè)量單元提供電源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置，其特征在于，所述礦用本安型專家診斷儀包括供電單元、自復(fù)位過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)電路、電流檢測(cè)單元、電壓檢測(cè)單元、電阻檢測(cè)單元、探管姿態(tài)接收單元、信號(hào)處理單元及RS485通信單元，其中，供電單元給專家診斷儀提供電源，自復(fù)位過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)單元用于實(shí)現(xiàn)診斷儀過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)，電流檢測(cè)單元用于電流信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，電壓檢測(cè)單元用于電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，電阻檢測(cè)單元用于電阻信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，探管姿態(tài)接收單元用于接收探管傳來(lái)的姿態(tài)信息，信號(hào)處理單元用于對(duì)采集到的電流、電壓及電阻信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理，并通過(guò)RS485通信單元傳輸?shù)降V用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測(cè)量裝置，其特征在于，所述礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)主要包括AC-DC轉(zhuǎn)換單元、工控機(jī)處理單元、通信隔離單元、顯示單元及對(duì)外I/O接口，其中，AC-DC轉(zhuǎn)換單元將外部輸入的交流127V轉(zhuǎn)換成24V DC、12V DC、5V DC供給其內(nèi)部各個(gè)功能單元，顯示單元及礦用本安型鍵盤用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，工控機(jī)處理單元用于信息的處理并由專門的測(cè)量軟件顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通信隔離單元用于實(shí)現(xiàn)USB信號(hào)或RS485信號(hào)的隔離與轉(zhuǎn)換，對(duì)外I/O接口用于實(shí)現(xiàn)礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)與鍵盤、礦用本安型專家診斷儀的電氣連接。
【文檔編號(hào)】E21B47/12GK105863608SQ201610327123
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】楊英男, 彭臘梅, 張玉碧, 劉偉, 馮大鈞, 阮俞穎, 吳根書, 劉凡
【申請(qǐng)人】陜西太合科技有限公司