一種鉆機(jī)打鉆深度測(cè)量?jī)x及使用該測(cè)量?jī)x的鉆機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于在鉆機(jī)打鉆過(guò)程中測(cè)量鉆機(jī)打鉆深度的深度測(cè)量?jī)x及使用該測(cè)量?jī)x的鉆機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前在國(guó)內(nèi)許多行業(yè)涉及到打鉆應(yīng)用，如煤礦抽采鉆孔、建筑鉆井等，其應(yīng)用都涉及到對(duì)打鉆深度的測(cè)量。
[0003]傳統(tǒng)測(cè)量方法為人工統(tǒng)計(jì)打進(jìn)的鉆桿數(shù)量，將鉆桿數(shù)量乘以鉆桿長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算打鉆深度，這種傳統(tǒng)測(cè)量方法存在人為誤差，測(cè)量不準(zhǔn)確。
[0004]現(xiàn)有的也有通過(guò)檢測(cè)鉆機(jī)往復(fù)次數(shù)來(lái)確定打入的鉆桿數(shù)量進(jìn)而確定打鉆深度的，但這種測(cè)量方法在遇到鉆機(jī)卡桿即鉆機(jī)正常往復(fù)移動(dòng)而鉆桿出現(xiàn)卡滯的情況時(shí)，將繼續(xù)計(jì)數(shù)，也會(huì)影響對(duì)打鉆深度的正常測(cè)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種鉆機(jī)打鉆深度測(cè)量?jī)x，以解決現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)檢測(cè)鉆機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)以確定打入鉆桿數(shù)量時(shí)存在鉆機(jī)卡桿仍然計(jì)數(shù)的技術(shù)問(wèn)題；本實(shí)用新型還提供一種使用上述測(cè)量?jī)x的鉆機(jī)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的鉆機(jī)打鉆深度測(cè)量?jī)x的技術(shù)方案是:鉆機(jī)打鉆深度測(cè)量?jī)x，包括用于磁化由動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)的鉆桿的永磁勵(lì)磁裝置和用于在鉆機(jī)的動(dòng)力頭往復(fù)移動(dòng)方向上布置在動(dòng)力頭前方的與磁化后的鉆桿對(duì)應(yīng)以測(cè)量鉆桿內(nèi)部磁通量變化的磁感應(yīng)傳感器，測(cè)量?jī)x還包括用于隨鉆機(jī)的動(dòng)力頭往復(fù)移動(dòng)以檢測(cè)動(dòng)力頭前進(jìn)、后退狀態(tài)的加速度傳感器，測(cè)量?jī)x還包括用于與磁感應(yīng)傳感器的信號(hào)輸出端及加速度傳感器的信號(hào)輸出端連接的用于對(duì)動(dòng)力頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)的處理器。
[0007]所述的磁感應(yīng)傳感器為用于布置磁化后的鉆桿外周的線性霍爾傳感器。
[0008]本實(shí)用新型所提供的鉆機(jī)的技術(shù)方案是:鉆機(jī)，包括機(jī)身，機(jī)身上沿前后方向往復(fù)移動(dòng)裝配有用于驅(qū)動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)打孔的動(dòng)力頭，所述的鉆機(jī)還包括用于測(cè)量鉆機(jī)打鉆深度的測(cè)量?jī)x，測(cè)量?jī)x包括用于磁化由動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)的鉆桿的永磁勵(lì)磁裝置和在鉆機(jī)的動(dòng)力頭往復(fù)移動(dòng)方向上布置在動(dòng)力頭前方的與磁化后的鉆桿對(duì)應(yīng)以測(cè)量鉆桿內(nèi)部磁通量變化的磁感應(yīng)傳感器，測(cè)量?jī)x還包括隨鉆機(jī)的動(dòng)力頭往復(fù)移動(dòng)的用于檢測(cè)動(dòng)力頭前進(jìn)、后退狀態(tài)的加速度傳感器，測(cè)量?jī)x還包括與磁感應(yīng)傳感器的信號(hào)輸出端及加速度傳感器的信號(hào)輸出端連接的用于對(duì)動(dòng)力頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)的處理器。
[0009]所述的加速度傳感器固設(shè)在動(dòng)力頭上。
[0010]所述的永磁勵(lì)磁布置在動(dòng)力頭后側(cè)。
[0011]所述的磁感應(yīng)傳感器為用于布置在由磁化后的鉆桿外周的線性霍爾傳感器。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型所提供的鉆機(jī)打鉆深度測(cè)量?jī)x工作時(shí)，永磁勵(lì)磁裝置將由動(dòng)力頭送入鉆孔或從鉆孔中抽出的鉆桿的磁化，加速度傳感器與動(dòng)力頭固定在一起來(lái)判斷動(dòng)力頭的前進(jìn)或后退的移動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)動(dòng)力頭鉆進(jìn)時(shí)，動(dòng)力頭連通加速度傳感器推動(dòng)鉆桿3向前移動(dòng)，鉆桿由永磁勵(lì)磁裝置磁化，因?yàn)殂@桿具有磁滯性，當(dāng)鉆桿快速接近線性霍爾傳感器時(shí)，線性霍爾傳感器可以檢測(cè)到鉆桿內(nèi)部磁通量由弱變強(qiáng)，線性霍爾傳感器將所檢測(cè)到的信號(hào)輸送給處理器，同時(shí)，加速度傳感器將向處理器輸出表示鉆機(jī)處于鉆進(jìn)狀態(tài)的正信號(hào)。而當(dāng)動(dòng)力頭回退時(shí)，動(dòng)力頭連同加速度傳感器后退，線性霍爾傳感器所檢測(cè)到的鉆桿內(nèi)的磁通量將由強(qiáng)變?nèi)酰€性霍爾傳感器將所檢測(cè)到的信號(hào)輸送給處理器，同時(shí)，加速度傳感器將向處理器輸出表示鉆機(jī)處于回退狀態(tài)的負(fù)信號(hào)。這樣通過(guò)磁感應(yīng)可以感應(yīng)到鉆桿內(nèi)部磁通量的強(qiáng)弱變化，再結(jié)合加速度傳感器所檢測(cè)到的動(dòng)力頭前進(jìn)或后退狀態(tài)判斷當(dāng)前鉆機(jī)的工作狀態(tài)以對(duì)鉆機(jī)往復(fù)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。而當(dāng)出現(xiàn)卡桿時(shí)，此時(shí)，動(dòng)力頭將帶著加速度傳感器繼續(xù)往復(fù)移動(dòng)，加速度傳感器將向處理器輸出信號(hào)，但因?yàn)榭U時(shí)鉆桿不動(dòng)，此時(shí)線性霍爾傳感器所檢測(cè)到的鉆桿內(nèi)的磁通量不變，此時(shí)，線性霍爾傳感器不向處理器輸出信號(hào)，用于記錄動(dòng)力頭往復(fù)次數(shù)的處理器可將此次動(dòng)力頭往復(fù)視為無(wú)效，不予記錄。這樣就可以有效避免卡桿時(shí)仍然計(jì)數(shù)的問(wèn)題，進(jìn)而可提高測(cè)量?jī)x的測(cè)量精度。
[0013]本實(shí)用新型所提供的鉆機(jī)上安裝有測(cè)量?jī)x，測(cè)量?jī)x可對(duì)動(dòng)力頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并可避免卡桿時(shí)仍然進(jìn)行計(jì)數(shù)的問(wèn)題，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型所提供的鉆機(jī)打鉆深度測(cè)量?jī)x一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0015]圖2是圖1所示測(cè)量?jī)x的工作原理圖；
[0016]圖3是測(cè)量?jī)x測(cè)量打鉆深度的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，一種鉆機(jī)打鉆深度測(cè)量?jī)x的實(shí)施例，該實(shí)施例中的測(cè)量?jī)x包括用于在鉆機(jī)的動(dòng)力頭2往復(fù)移動(dòng)方向上分置于動(dòng)力頭2前后兩側(cè)的用于磁化由動(dòng)力頭2驅(qū)動(dòng)的鉆桿4的永磁勵(lì)磁裝置I和用于與磁化后的鉆桿4對(duì)應(yīng)以測(cè)量鉆桿內(nèi)部磁通量變化的磁感應(yīng)傳感器，此處的磁感應(yīng)傳感器為用于布置在磁化后的鉆桿外周的線性霍爾傳感器5。測(cè)量?jī)x還包括用于固設(shè)在鉆機(jī)的動(dòng)力頭2上以測(cè)量動(dòng)力頭前進(jìn)或后退的移動(dòng)狀態(tài)的加速度傳感器3，測(cè)量?jī)x還包括用于與線性霍爾傳感器5的信號(hào)輸出端及加速度傳感器3的信號(hào)輸出端連接的用于對(duì)動(dòng)力頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)的處理器，處理器的信號(hào)輸出端連接有顯示電路。
[0018]圖2所示為測(cè)量?jī)x的工作原理圖，當(dāng)動(dòng)力頭2帶著鉆桿4快速接近線性霍爾傳感器5時(shí)，線性霍爾傳感器5檢測(cè)到磁化后的鉆桿內(nèi)的磁通量由弱變強(qiáng)。而當(dāng)動(dòng)力頭快速離開(kāi)線性霍爾傳感器時(shí)，線性霍爾傳感器檢測(cè)到鉆桿內(nèi)部的磁通量由強(qiáng)變?nèi)酢?br>[0019]本實(shí)施例中，永磁勵(lì)磁裝置和磁感應(yīng)傳感器分置于動(dòng)力頭兩側(cè)，在其他實(shí)施例中，永磁勵(lì)磁裝置也可以布置在動(dòng)力頭的前側(cè)。
[0020]本實(shí)施例中，用于檢測(cè)磁化后的鉆桿內(nèi)部磁通量的變化的磁感應(yīng)傳感器為線性霍爾傳感器，在其他實(shí)施例中，磁感應(yīng)傳感器還可以為多組檢測(cè)線圈，被磁化的鉆桿在通過(guò)相應(yīng)線圈時(shí)，變化的會(huì)導(dǎo)致線圈產(chǎn)生電流，可以對(duì)檢測(cè)線圈上的電流進(jìn)行檢測(cè)。
[0021]本實(shí)用新型還提供一種鉆機(jī)的實(shí)施例，該實(shí)施例中的鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中的鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)大致相同，其區(qū)別主要在于在鉆機(jī)上設(shè)有用于測(cè)量鉆機(jī)打鉆深度的測(cè)量?jī)x，鉆機(jī)包括機(jī)身，機(jī)身上往復(fù)移動(dòng)裝配有用于驅(qū)動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)打孔的動(dòng)力頭2，所述測(cè)量?jī)x采用如圖1所示的結(jié)構(gòu)，在此不再贅述，將測(cè)量?jī)x的永磁勵(lì)磁裝置I和線性霍爾傳感器5分置于動(dòng)力頭2的前后兩側(cè)，同時(shí)，將加速度傳感器3固設(shè)在動(dòng)力頭2上并隨動(dòng)力頭2 —同往復(fù)移動(dòng)。
[0022]本實(shí)施例中，永磁勵(lì)磁裝置和線性霍爾傳感器分置于動(dòng)力頭的前后兩側(cè)，在其他實(shí)施例中，也可以將永磁勵(lì)磁裝置和線性霍爾傳感器均放置于動(dòng)力頭的前側(cè)。
[0023]當(dāng)動(dòng)力頭2鉆進(jìn)時(shí)，動(dòng)力頭2連通加速度傳感器3推動(dòng)鉆桿4向前移動(dòng)，鉆桿4由永磁勵(lì)磁裝置5磁化，因?yàn)殂@桿具有磁滯性，當(dāng)鉆桿4快速接近線性霍爾傳感器5時(shí)，線性霍爾傳感器5可以檢測(cè)到鉆桿內(nèi)部磁通量由弱變強(qiáng)，線性霍爾傳感器5將所檢測(cè)到的信號(hào)輸送給處理器，同時(shí)，加速度傳感器將向處理器輸出表示鉆機(jī)處于鉆進(jìn)狀態(tài)的正信號(hào)。
[0024]當(dāng)動(dòng)力頭2回退時(shí)，動(dòng)力頭2連同加速度傳感器3后退，線性霍爾傳感器5所檢測(cè)到的鉆桿內(nèi)的磁通量將由強(qiáng)變?nèi)酰€性霍爾傳感器4將所檢測(cè)到的信號(hào)輸送給處理器，同時(shí)，加速度傳感器將向處理器輸出表示鉆機(jī)處于回退狀態(tài)的負(fù)信號(hào)。
[0025]而當(dāng)出現(xiàn)卡桿時(shí)，此時(shí)，動(dòng)力頭2將帶著加速度傳感器3往復(fù)移動(dòng)，加速度傳感器3將向處理器輸出信號(hào)?？U時(shí)鉆桿不動(dòng)，此時(shí)線性霍爾傳感器5所檢測(cè)到的鉆桿內(nèi)的磁通量不變，此時(shí)，線性霍爾傳感器5不向處理器輸出信號(hào)，用于記錄動(dòng)力頭往復(fù)次數(shù)的處理器可將此次動(dòng)力頭往復(fù)視為無(wú)效，不予記錄。
[0026]在具體使用測(cè)量?jī)x測(cè)量打鉆深度時(shí)，在打入過(guò)程測(cè)量時(shí)的具體流程如圖3所示。測(cè)量時(shí)，將動(dòng)力頭完成一個(gè)鉆進(jìn)工作狀態(tài)和一個(gè)回退工作狀態(tài)作為一個(gè)往復(fù)周期，計(jì)數(shù)一次，當(dāng)線性霍爾傳感器不向處理器輸出信號(hào)時(shí)，即將動(dòng)力頭往復(fù)視為無(wú)效而忽略不計(jì)。假設(shè)動(dòng)力頭的鉆進(jìn)行程1，動(dòng)力頭的鉆進(jìn)次數(shù)為n，那么鉆機(jī)打鉆深度則為L(zhǎng)=l*n。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鉆機(jī)打鉆深度測(cè)量?jī)x，其特征在于:包括用于磁化由動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)的鉆桿的永磁勵(lì)磁裝置和用于在鉆機(jī)的動(dòng)力頭往復(fù)移動(dòng)方向上布置在動(dòng)力頭前方的與磁化后的鉆桿對(duì)應(yīng)以測(cè)量鉆桿內(nèi)部磁通量變化的磁感應(yīng)傳感器，測(cè)量?jī)x還包括用于隨鉆機(jī)的動(dòng)力頭往復(fù)移動(dòng)以檢測(cè)動(dòng)力頭前進(jìn)、后退狀態(tài)的加速度傳感器，測(cè)量?jī)x還包括用于與磁感應(yīng)傳感器的信號(hào)輸出端及加速度傳感器的信號(hào)輸出端連接的用于對(duì)動(dòng)力頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)的處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)打鉆深度測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述的磁感應(yīng)傳感器為用于布置磁化后的鉆桿外周的線性霍爾傳感器。
3.鉆機(jī)，包括機(jī)身，機(jī)身上沿前后方向往復(fù)移動(dòng)裝配有用于驅(qū)動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)打孔的動(dòng)力頭，其特征在于:所述的鉆機(jī)還包括用于測(cè)量鉆機(jī)打鉆深度的測(cè)量?jī)x，測(cè)量?jī)x包括用于磁化由動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)的鉆桿的永磁勵(lì)磁裝置和在鉆機(jī)的動(dòng)力頭往復(fù)移動(dòng)方向上布置在動(dòng)力頭前方的與磁化后的鉆桿對(duì)應(yīng)以測(cè)量鉆桿內(nèi)部磁通量變化的磁感應(yīng)傳感器，測(cè)量?jī)x還包括隨鉆機(jī)的動(dòng)力頭往復(fù)移動(dòng)的用于檢測(cè)動(dòng)力頭前進(jìn)、后退狀態(tài)的加速度傳感器，測(cè)量?jī)x還包括與磁感應(yīng)傳感器的信號(hào)輸出端及加速度傳感器的信號(hào)輸出端連接的用于對(duì)動(dòng)力頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)的處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆機(jī)，其特征在于:所述的加速度傳感器固設(shè)在動(dòng)力頭上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆機(jī)，其特征在于:所述的永磁勵(lì)磁布置在動(dòng)力頭后側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的鉆機(jī)，其特征在于:所述的磁感應(yīng)傳感器為用于布置在由磁化后的鉆桿外周的線性霍爾傳感器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種鉆機(jī)打鉆深度測(cè)量?jī)x及使用該測(cè)量?jī)x的鉆機(jī)，鉆機(jī)包括機(jī)身，機(jī)身上裝配有動(dòng)力頭，還包括用于測(cè)量鉆機(jī)打鉆深度的測(cè)量?jī)x，測(cè)量?jī)x包括用于磁化由動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)的鉆桿的永磁勵(lì)磁裝置和在鉆機(jī)的動(dòng)力頭往復(fù)移動(dòng)方向上布置在動(dòng)力頭前方的與磁化后的鉆桿對(duì)應(yīng)以測(cè)量鉆桿內(nèi)部磁通量變化的磁感應(yīng)傳感器，測(cè)量?jī)x還包括隨鉆機(jī)的動(dòng)力頭往復(fù)移動(dòng)的用于檢測(cè)動(dòng)力頭前進(jìn)、后退狀態(tài)的加速度傳感器，測(cè)量?jī)x還包括與磁感應(yīng)傳感器的信號(hào)輸出端及加速度傳感器的信號(hào)輸出端連接的用于對(duì)動(dòng)力頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)的處理器。鉆機(jī)上安裝有測(cè)量?jī)x，由測(cè)量?jī)x對(duì)動(dòng)力頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并可避免卡桿時(shí)仍然進(jìn)行計(jì)數(shù)的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高。
【IPC分類】E21B47-04
【公開(kāi)號(hào)】CN204457751
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420864154
【發(fā)明人】范運(yùn)興, 賀衛(wèi)星, 解毅, 王志東, 劉俊州
【申請(qǐng)人】鄭州光力科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日