井下鉆孔構(gòu)造探測儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種井下鉆孔構(gòu)造探測儀，由地面部分和井下部分組成，所述地面部分為充電器和計(jì)算機(jī)，井下部分為主機(jī)、探測管和探測器，計(jì)算機(jī)通過通訊電纜與主機(jī)連接，充電器通過電線電纜與主機(jī)連接，其特征是，主機(jī)通過第一數(shù)據(jù)線與探測管連接，通過第二數(shù)據(jù)線與探測器連接，探測管的結(jié)構(gòu)由第一探頭和第二探頭組成，第一探頭內(nèi)置伽瑪探測器及第一電路板，第二探頭內(nèi)置穩(wěn)壓保護(hù)電路板、自然γ探測器和第二電路板，第二探頭外側(cè)設(shè)置有外置管，外置管里裝有鎳氫電池組，所述穩(wěn)壓保護(hù)電路板、自然γ探測器和第二電路板并膠封為一體。
【專利說明】
井下鉆孔構(gòu)造探測儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種探測儀，特別是涉及一種井下鉆孔構(gòu)造探測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦斯抽放是防治煤礦瓦斯災(zāi)害事故的根本措施，從20世紀(jì)50年代開始，我國就將瓦斯抽放作為治理煤礦瓦斯災(zāi)害的重要措施在高瓦斯和突出礦井推廣；2002年，國家煤礦安全監(jiān)察局制定了“先抽后采，以風(fēng)定產(chǎn)，監(jiān)測監(jiān)控”的煤礦瓦斯防治方針;2006年，再次明確煤礦瓦斯治理必須堅(jiān)持，抽放瓦斯必須先打鉆孔，然后通過鉆孔將瓦斯排放干凈，經(jīng)過多年努力，我國煤礦井下鉆孔技術(shù)與裝備有了很大的發(fā)展，但是，一方面我國地質(zhì)、煤層的多樣性及煤礦工人的文化素質(zhì)普遍不高，導(dǎo)致鉆探的鉆孔深度達(dá)不到要求，瓦斯抽放不干凈情況的出現(xiàn)，另一方面，行業(yè)內(nèi)還沒有專門用來探測鉆孔深度的探測器，這就給煤礦瓦斯鉆孔深度管理工作帶來一定的難度，為以后的安全生產(chǎn)埋下了一定的隱患，嚴(yán)重制約這我國煤礦行業(yè)的安全生產(chǎn)效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:井下鉆孔構(gòu)造探測儀，由地面部分和井下部分組成，所述地面部分為充電器和計(jì)算機(jī)，井下部分為主機(jī)、探測管和探測器，計(jì)算機(jī)通過通訊電纜與主機(jī)連接，充電器通過電線電纜與主機(jī)連接，其特征是，所述主機(jī)通過第一數(shù)據(jù)線與探測管連接，通過第二數(shù)據(jù)線與探測器連接，所述探測管的結(jié)構(gòu)由第一探頭和第二探頭組成，所述第一探頭內(nèi)置伽瑪探測器及第一電路板，第二探頭內(nèi)置穩(wěn)壓保護(hù)電路板、自然γ探測器和第二電路板，第二探頭外側(cè)設(shè)置有外置管，外置管里裝有鎳氫電池組，其中鎳氫電池組連接穩(wěn)壓保護(hù)電路板，所述穩(wěn)壓保護(hù)電路板、自然γ探測器和第二電路板并膠封為一體。
[0004]所述第一探頭和第二探頭采用SDL-1-24硫化橡膠全部膠封。
[0005]所述第二探頭里還設(shè)置有數(shù)據(jù)采集器。
[0006]所述第一數(shù)據(jù)線連線長度<2m。
[0007]所述第二數(shù)據(jù)線連線長度<4m。
[0008]所述數(shù)據(jù)采集器內(nèi)設(shè)置有RAM單元。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0010]井下鉆孔構(gòu)造探測儀是主機(jī)、探測管及測深器組成。該儀器采用無纜(借助鉆桿送取探測管)測量方式，能夠測量水平孔、斜孔及垂直孔，應(yīng)用于含有甲烷或爆炸性氣體的礦井測井，特別是對于煤礦井下采前探測，可節(jié)約從地面至井下的無效鉆探費(fèi)用。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型井下鉆孔構(gòu)造的探測方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0014]井下鉆孔構(gòu)造探測儀，由地面部分和井下部分組成，所述地面部分為充電器I和計(jì)算機(jī)2，井下部分為主機(jī)3、探測管5和探測器4，計(jì)算機(jī)2通過通訊電纜4d與主機(jī)3連接，充電器I通過電線電纜4c與主機(jī)3連接，其特征是，所述主機(jī)3通過第一數(shù)據(jù)線4a與探測管5連接，通過第二數(shù)據(jù)線4b與探測器4連接，所述探測管5探測管的結(jié)構(gòu)由第一探頭50和第二探頭51組成，所述第一探頭50內(nèi)置伽瑪探測器56及第一電路板57，第二探頭51內(nèi)置穩(wěn)壓保護(hù)電路板55、自然γ探測器53和第二電路板52，第二探頭51外側(cè)設(shè)置有外置管54，外置管54里裝有鎳氫電池組，其中鎳氫電池組連接穩(wěn)壓保護(hù)電路板55，所述穩(wěn)壓保護(hù)電路板55、自然γ探測器53和第二電路板52并膠封為一體。
[0015]所述第一探頭50和第二探頭51采用SDL-1-24硫化橡膠全部膠封。
[0016]所述第二探頭51里還設(shè)置有數(shù)據(jù)采集器。
[0017]所述第一數(shù)據(jù)線4a連線長度<2m。
[0018]所述第二數(shù)據(jù)線4b連線長度<4m。
[0019 ]所述數(shù)據(jù)采集器內(nèi)設(shè)置有RAM單元。
[0020]井下鉆孔構(gòu)造的探測方法，其特征是，包含如下步驟:
[0021]I)下礦井之前，在地面經(jīng)充電器I通過第二數(shù)據(jù)線4d和探測管5相連、通過電線電纜4c和主機(jī)3連接，充足電。
[0022]2)下到礦井后，打開探測管5和主機(jī)3的電源，通過主機(jī)3的按鍵進(jìn)行初始化(即時(shí)間同步)操作，使得顯示界面倒計(jì)時(shí)顯示；
[0023]3)卸下和探測管5相連的第二數(shù)據(jù)線4b，裝上30毫居里的Ma241放射源，并將探測管5送入孔底；
[0024]4)待顯示界面調(diào)整好后，通過鉆桿提升探測管法進(jìn)行測井
[0025]5)在測量完成后，記錄采樣次數(shù)和深度，將探測管5從孔口取出，卸下放射源并放入源罐，蓋緊源罐蓋；
[0026]6)卸下探測管5用第二數(shù)據(jù)線4b和探測管5、第一數(shù)據(jù)線4a和主機(jī)3相聯(lián)，將探測管5所測數(shù)據(jù)通訊到主機(jī)3即可升井。
[0027]7)到地面后，打開主機(jī)3電源，再將主機(jī)3里從探測管5通訊來的測井?dāng)?shù)據(jù)和測深器4的測深數(shù)據(jù)通訊到計(jì)算機(jī)2進(jìn)行測井曲線繪圖。
[0028]8)計(jì)算機(jī)2通完訊即可關(guān)掉主機(jī)3電源，至此，井下測井工作全部完成。
[0029]優(yōu)選的，步驟4)中鉆桿提升探測管法為:將探測管5和鉆桿連接起來并送入孔底，然后用鉆機(jī)一個(gè)行程連接一個(gè)行程地向外移動(dòng)，在移動(dòng)過程中，探測管5進(jìn)行測井?dāng)?shù)據(jù)采集，同時(shí)，主機(jī)3通過測深器4記錄測井的深度;在提取鉆桿測井過程中，首先保持深控?zé)袅?，提升探測管的速度SlOcm/So
[0030]所述充電器I由D2700mAh/1.2V/12串= 14.4V鎳氫電池組供電，其額定電壓為+14.4V。本安工作電壓/電流:10V/180mA，+5V輸出短路時(shí)為500mA。
[0031]在無纜測量時(shí)，探測管5中的數(shù)據(jù)采集器按事先編好的程序定時(shí)采集測井?dāng)?shù)據(jù)，并存貯于RAM單元中，與探測管5采集同步工作的主機(jī)3則記錄測井深度，并用以測定數(shù)據(jù)的有效與無效。在兩者使用之前，需用第二數(shù)據(jù)線4b進(jìn)行同步。之后，將探測管5和鉆桿聯(lián)接起來并送入孔底，然后用鉆機(jī)一個(gè)行程、一個(gè)行程地向外移動(dòng)，在移動(dòng)過程中，探測管5進(jìn)行測井?dāng)?shù)據(jù)采集，主機(jī)3通過測深器4記錄測井的深度。測井結(jié)束后，通過數(shù)據(jù)線將探測管5中的數(shù)據(jù)通訊到主機(jī)3中?；氐降孛嫱ㄟ^通訊線使主機(jī)3與計(jì)算機(jī)2聯(lián)機(jī)通訊，將測井?dāng)?shù)據(jù)和深度記錄數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)3進(jìn)行去偽存真和時(shí)深轉(zhuǎn)換，根據(jù)需要，可打印出1:200或1:50的測井曲線圖
[0032]探測管5工作原理
[0033]1.自然γ測量
[0034]采用自然γ測量的是巖、煤層的自然放射性強(qiáng)度，采用碘化鈉(NaI)閃爍晶體和光電倍增管作γ探測器，光電倍增管產(chǎn)生的脈沖，控制電路完成數(shù)據(jù)采集并存入RAM單元。
[0035]2.選擇伽瑪測量
[0036]選擇伽瑪與一般散射伽瑪測井的主要區(qū)別是，選擇伽瑪測量探測器均開有低原子序數(shù)的鈹窗(Z = 4)，而且晶體很薄Φ30Χ2πιπι，目的是要測量伽瑪射線與巖、煤相互作用的光電效應(yīng)，而光電效應(yīng)是與物質(zhì)的原子序數(shù)Z的4次冪成正比。由于煤的主要成份炭的Z <6，而巖石的平均有效原子序數(shù)Ζ>13，因此，本方法可有效地劃分煤層與夾矸。而且使用30毫居里的ΑΜ241作為測井放射源，其能量低，對人體輻射劑量率小，易屏蔽易攜帶。本道測量電路和自然伽瑪電路完全一樣。
[0037]本儀器是采用時(shí)間間隔采樣，S卩Is采樣一次，而探測管5接在鉆桿上由鉆機(jī)一個(gè)行程、一個(gè)行程地向外移動(dòng)。移動(dòng)過程經(jīng)歷了加速、穩(wěn)速二個(gè)階段，移動(dòng)速度不是恒定的，所以每兩個(gè)采樣點(diǎn)間距是不等的，因此要進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換。如果要求鉆機(jī)操作每個(gè)行程時(shí)間盡量相近，也即一個(gè)行程長度內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)M相近，若探測管移動(dòng)速度V用ml函數(shù)表示，即:V = f(ml)
[0038]由此可求每一采樣點(diǎn)的采樣間距:
[0039]Δ Hl = (mo/m).f (ml-1).At
[0040]式中:mo、m——測定速度和測井時(shí)一個(gè)行程內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)
[0041]At——采樣時(shí)間
[0042]求出了每一采樣點(diǎn)的采樣間距，應(yīng)用軟件便可插出等間距測井?dāng)?shù)據(jù)，供進(jìn)一步作數(shù)據(jù)處理和編繪成圖件。
[0043]以上實(shí)施方式僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照以上實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(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，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換都不應(yīng)脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.井下鉆孔構(gòu)造探測儀，由地面部分和井下部分組成，所述地面部分為充電器和計(jì)算機(jī)，井下部分為主機(jī)、探測管和探測器，計(jì)算機(jī)通過通訊電纜與主機(jī)連接，充電器通過電線電纜與主機(jī)連接，其特征是，所述主機(jī)通過第一數(shù)據(jù)線與探測管連接，通過第二數(shù)據(jù)線與探測器連接，所述探測管的結(jié)構(gòu)由第一探頭和第二探頭組成，所述第一探頭內(nèi)置伽瑪探測器及第一電路板，第二探頭內(nèi)置穩(wěn)壓保護(hù)電路板、自然γ探測器和第二電路板，第二探頭外側(cè)設(shè)置有外置管，外置管里裝有鎳氫電池組，其中鎳氫電池組連接穩(wěn)壓保護(hù)電路板，所述穩(wěn)壓保護(hù)電路板、自然γ探測器和第二電路板并膠封為一體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔構(gòu)造探測儀，其特征是，所述第一探頭和第二探頭采用SDL-1-24硫化橡膠全部膠封。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔構(gòu)造探測儀，其特征是，所述第二探頭里還設(shè)置有數(shù)據(jù)采集器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔構(gòu)造探測儀，其特征是，所述第一數(shù)據(jù)線連線長度I2m ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下鉆孔構(gòu)造探測儀，其特征是，所述第二數(shù)據(jù)線連線長度<4m ο6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下鉆孔構(gòu)造探測儀，其特征是，所述數(shù)據(jù)采集器內(nèi)設(shè)置有RAM單元D
【文檔編號】E21B49/00GK205445601SQ201620190627
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】王斌, 石新國, 雷貴忠, 楊劍, 閆旭輝
【申請人】陜西多奇電子科技有限公司