一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置的制造方法
【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量裝置。包括礦用本安型隨鉆測量探管、礦用隔爆兼本安型計算機(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量探管實時采集鉆頭的姿態(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RS485串行總線傳遞給礦隔爆兼本安型計算機(jī)；所述礦用隔爆兼本安型計算機(jī)接收信息并通過專門的測量軟件進(jìn)行顯示。本研究發(fā)明不但能夠?qū)崟r判斷測量探管是否故障，同時也能夠檢測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。
【專利說明】
一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置
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量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]礦用有線隨鉆測量裝置被廣泛應(yīng)用于煤礦、石油等惡劣環(huán)境中，可隨鉆測量鉆孔傾角、方位角、工具面向角等主要參數(shù)，同時可實現(xiàn)鉆孔參數(shù)、軌跡即時顯示，便于司鉆人員隨時了解鉆孔施工情況，并及時調(diào)整彎頭方向和工藝參數(shù)，準(zhǔn)確的定向鉆進(jìn)。具有組成簡單，結(jié)構(gòu)可靠，易于操作的特點，但作為實時、可靠通信的關(guān)鍵部件的通纜鉆桿會隨著頻繁使用，每個鉆桿的接頭部分會出現(xiàn)破損、松動嚴(yán)重影響信號的傳輸。同時，工人在鉆孔施工前必須對所有的通纜鉆桿進(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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有礦用有線隨鉆測量裝置存在的不足，提供了一種具有實時專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置。
[0004]為實現(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量裝置，包括礦用本安型隨鉆測量探管、礦用隔爆兼本安型計算機(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量探管連接礦用本安型專家診斷儀，礦用本安型隨鉆測量探管實時采集鉆頭的姿態(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量探管傳出的姿態(tài)信息，并監(jiān)測礦用本安型隨鉆測量探管探管、礦用通纜鉆桿的狀態(tài)，做出判別后，將信息通過RS485串行總線傳遞給礦用隔爆兼本安型計算機(jī);所述礦用隔爆兼本安型計算機(jī)接收信息并通過專門的測量軟件進(jìn)行顯示;所述礦用本安型鍵盤連接礦用隔爆兼本安型計算機(jī)。
[0006]進(jìn)一步的，所述礦用本安型隨鉆測量探管由姿態(tài)測量單元、通信轉(zhuǎn)換單元及探管供電單元組成，姿態(tài)測量單元通過三軸加速度計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)換成電流信號通過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)位過流、過壓保護(hù)電路、電流檢測單元、電壓檢測單元、電阻檢測單元、探管姿態(tài)接收單元、信號處理單元及RS485通信單元，其中，供電單元給專家診斷儀提供電源，自復(fù)位過流、過壓保護(hù)單元用于實現(xiàn)診斷儀過流、過壓保護(hù)，電流檢測單元用于電流信號的實時采集，電壓檢測單元用于電壓信號的實時采集，電阻檢測單元用于電阻信號的實時采集，探管姿態(tài)接收單元用于接收探管傳來的姿態(tài)信息，信號處理單元用于對采集到的電流、電壓及電阻信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理，并通過RS485通信單元傳輸?shù)降V用隔爆兼本安型計算機(jī)。
[0008]進(jìn)一步的，所述礦用本安型計算機(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)部各個功能單元，顯示單元及礦用本安型鍵盤用于實現(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量軟件顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，通信隔離單元用于實現(xiàn)USB信號或RS485信號的隔離與轉(zhuǎn)換，對外I/O接口用于實現(xiàn)礦用隔爆兼本安型計算機(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;不但可實現(xiàn)整個裝置的過流、過壓自動復(fù)位保護(hù)，同時實時監(jiān)測整個裝置的通信線路狀態(tài)，判斷探管、通纜鉆桿、計算機(jī)是否故障，特別是對于通纜鉆桿的檢測降低了工人的重復(fù)勞動強(qiáng)度、提高了定向鉆孔成功率，大大降低了塌孔、掉鉆所帶來的風(fēng)險和損失。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明所述的礦用隨鉆測量裝置組成框圖。
[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算機(jī)原理框圖。
[0014]其中:
[0015]1.礦用本安型隨鉆測量探管 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)測量單元201.電流檢測單元
[0019]202.電壓檢測單元203.電阻檢測單元
[0020]204.探管姿態(tài)接收單元205.信號處理單元
[0021]206.RS485通信單元207.自復(fù)位過流、過壓保護(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.對外I/O接口
[0025]304.工控機(jī)處理單元305.顯示單元
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合實施例并參照附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0027]請參見圖1。一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置，包括礦用本安型隨鉆測量探管1、礦用隔爆兼本安型計算機(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，礦用本安型隨鉆測量探管I實時采集鉆頭的姿態(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量探管I傳出的姿態(tài)信息，并監(jiān)測礦用本安型隨鉆測量探管探管1、礦用通纜鉆桿的狀態(tài)，做出判別后，將信息通過RS485串行總線傳遞給礦用隔爆兼本安型計算機(jī)4;所述礦用隔爆兼本安型計算機(jī)4接收信息并通過專門的測量軟件進(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算機(jī)4。
[0028]請參見圖2。礦用本安型隨鉆測量探管I由姿態(tài)測量單元103、通信轉(zhuǎn)換單元102及探管供電單元101組成，姿態(tài)測量單元103通過三軸加速度計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)換成電流信號通過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)測量單元103提供電源。
[0029I請參見圖3。礦用本安型專家診斷儀2包括供電單元208、自復(fù)位過流、過壓保護(hù)電路207、電流檢測單元201、電壓檢測單元202、電阻檢測單元203、探管姿態(tài)接收單元204、信號處理單元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)位過流、過壓保護(hù)單元207用于實現(xiàn)診斷儀過流、過壓保護(hù)，電流檢測單元201用于電流信號的實時采集，電壓檢測單元202用于電壓信號的實時采集，電阻檢測單元203用于電阻信號的實時采集，探管姿態(tài)接收單元204用于接收探管傳來的姿態(tài)信息，信號處理單元205用于對采集到的電流、電壓及電阻信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理，并通過RS485通信單元206傳輸?shù)降V用隔爆兼本安型計算機(jī)4。
[0030]請參見圖4。礦用隔爆兼本安型計算機(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)部各個功能單元，顯示單元305及礦用本安型鍵盤4用于實現(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量軟件顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，通信隔離單元302用于實現(xiàn)USB信號或RS485信號的隔離與轉(zhuǎn)換，對外I/O接口 303用于實現(xiàn)礦用隔爆兼本安型計算機(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)點在于:
[0032]1、具有自復(fù)位過壓、過流保護(hù)功能，可實現(xiàn)手動/自動過壓、過流保護(hù)功能的復(fù)位。
[0033]2、能夠?qū)崟r監(jiān)測探管三軸加速度、三軸磁傳感器的三軸分量，檢測探管是否處于正常工作狀態(tài)。
[0034]3、實時監(jiān)測通纜鉆桿狀態(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)選實施方式，而非對其限制;應(yīng)當(dāng)指出，盡管參照上述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對上述各實施例所記載的技術(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)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有專家診斷功能的礦用有線隨鉆測量裝置，其特征在于，包括礦用本安型隨鉆測量探管、礦用隔爆兼本安型計算機(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量探管連接礦用本安型專家診斷儀，礦用本安型隨鉆測量探管實時采集鉆頭的姿態(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量探管傳出的姿態(tài)信息，并監(jiān)測礦用本安型隨鉆測量探管探管、礦用通纜鉆桿的狀態(tài)，做出判別后，將信息通過RS485串行總線傳遞給礦用隔爆兼本安型計算機(jī);所述礦用隔爆兼本安型計算機(jī)接收信息并通過專門的測量軟件進(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量裝置，其特征在于，所述礦用本安型隨鉆測量探管由姿態(tài)測量單元、通信轉(zhuǎn)換單元及探管供電單元組成，姿態(tài)測量單元通過三軸加速度計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)換成電流信號通過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)位過流、過壓保護(hù)電路、電流檢測單元、電壓檢測單元、電阻檢測單元、探管姿態(tài)接收單元、信號處理單元及RS485通信單元，其中，供電單元給專家診斷儀提供電源，自復(fù)位過流、過壓保護(hù)單元用于實現(xiàn)診斷儀過流、過壓保護(hù)，電流檢測單元用于電流信號的實時采集，電壓檢測單元用于電壓信號的實時采集，電阻檢測單元用于電阻信號的實時采集，探管姿態(tài)接收單元用于接收探管傳來的姿態(tài)信息，信號處理單元用于對采集到的電流、電壓及電阻信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換處理，并通過RS485通信單元傳輸?shù)降V用隔爆兼本安型計算機(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量裝置，其特征在于，所述礦用隔爆兼本安型計算機(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)部各個功能單元，顯示單元及礦用本安型鍵盤用于實現(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量軟件顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)，通信隔離單元用于實現(xiàn)USB信號或RS485信號的隔離與轉(zhuǎn)換，對外I/O接口用于實現(xiàn)礦用隔爆兼本安型計算機(jī)與鍵盤、礦用本安型專家診斷儀的電氣連接。
【文檔編號】E21B47/12GK105863608SQ201610327123
【公開日】2016年8月17日
【申請日】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
【申請人】陜西太合科技有限公司