[發(fā)明專利]一種定向鉆孔洞剖面測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310388611.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN103510949B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉全利;白世武;周廣言;劉厚平;薛巖;安志斌;呂新昱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油天然氣管道局
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;E21B47/00;E21B47/092;E21B47/14
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所11302
• 代理人: 劉杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種定向鉆孔洞剖面測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)及方法，屬于定向鉆孔洞剖面測(cè)量檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

長(zhǎng)輸油氣管道建設(shè)為保證其走向的合理性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，管道不可避免的要通過河流、山區(qū)及人口稠密區(qū)。隨著管道建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展，在通過河流時(shí)為保證管道的埋深和不破壞河流周圍的環(huán)境，目前多采用非開挖穿越技術(shù)，定向鉆穿越是主要手段之一。

近年來(lái)隨著西氣東輸一線、二線的建設(shè)，定向鉆穿越的管徑已達(dá)到￠1219mm，使后續(xù)的擴(kuò)孔孔徑增加到￠1600mm以上，隨著孔徑增大容易產(chǎn)生孔洞坍塌、卡鉆、甚至穿越失敗，現(xiàn)國(guó)內(nèi)外尚無(wú)定向鉆孔洞剖面測(cè)量技術(shù)報(bào)道，根據(jù)國(guó)內(nèi)穿越工程的要求，此項(xiàng)技術(shù)為國(guó)內(nèi)急需，也是定向鉆穿越工程亟待解決的國(guó)際難題和前沿技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種定向鉆孔洞剖面測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

一種定向鉆孔洞剖面測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于包括CPU模塊、超聲發(fā)射接收器、超聲波探頭、三維重力加速度計(jì)、三維地磁傳感器、濕度傳感器、泥漿壓力傳感器、多路采集器、電子存儲(chǔ)盤和電池組；

CPU模塊與超聲發(fā)射接收器通過USB數(shù)據(jù)線連接，超聲發(fā)射接收器通過同軸電纜分別與8個(gè)低頻超聲波探頭相連，CPU模塊與多路采集器通過USB數(shù)據(jù)線連接，多路采集器分別與三維重力加速度計(jì)、三維地磁傳感器、濕度傳感器和泥漿壓力傳感器通過USB數(shù)據(jù)線連接，CPU模塊與電子存儲(chǔ)盤通過IDE接口連接，電池組分別與CPU模塊、超聲發(fā)射接收器和多路采集器連接。

一種定向鉆孔洞剖面測(cè)量檢測(cè)方法，含有以下步驟：

CPU模塊通過USB數(shù)據(jù)線向超聲發(fā)射接收器發(fā)送采集數(shù)據(jù)指令；

超聲發(fā)射接收器通過8個(gè)100K低頻探頭采集孔洞剖面的成孔數(shù)據(jù)，經(jīng)CPU模塊存儲(chǔ)于電子存儲(chǔ)盤中；

低頻超聲波探頭發(fā)出的超聲波通過定向鉆泥漿中的傳播，在鉆孔孔壁反射信號(hào)，再被探頭接收后用于分析鉆孔大小和成孔質(zhì)量；

CPU模塊通過USB數(shù)據(jù)線向多路采集器發(fā)送采集數(shù)據(jù)指令，多路采集器采集三維重力加速度計(jì)、三維地磁傳感器、濕度傳感器和泥漿壓力傳感器的數(shù)據(jù)，經(jīng)CPU模塊存儲(chǔ)于電子存儲(chǔ)盤中；整個(gè)過程由電池組分別向CPU模塊、超聲發(fā)射接收器和多路采集器提供12V、24V及5V的電源；

超聲發(fā)射接收器通過CPU模塊的USB接口接收程序軟件傳輸?shù)目刂谱郑凑战邮盏目刂谱謱?duì)超聲信號(hào)的發(fā)射及接收過程進(jìn)行控制，并把接收的超聲信號(hào)以數(shù)據(jù)包的形式傳輸給CPU模塊；

濕度傳感器和泥漿壓力傳感器分別用于測(cè)量系統(tǒng)工作的環(huán)境濕度及泥漿壓力；

三維重力加速度計(jì)和三維地磁傳感器與CPU模塊實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的三維地磁定位，三維重力加速度計(jì)和三維地磁傳感器通過USB數(shù)據(jù)線與多路采集器PMD1208FS連接，用于測(cè)量三維重力加速度和三維地磁信號(hào)，然后CPU模塊通過算法計(jì)算檢測(cè)系統(tǒng)的水平面位置、姿態(tài)和垂直深度。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便，可以廣泛應(yīng)用于定向鉆孔洞剖面測(cè)量檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，如圖其中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的定向鉆孔洞剖面測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的定向鉆孔洞剖面測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)的電氣連接示意圖。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：如圖1、圖2所示，

一種定向鉆孔洞剖面測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng),系統(tǒng)包括CPU模塊、超聲發(fā)射接收器、超聲波探頭、三維重力加速度計(jì)、三維地磁傳感器、濕度傳感器、泥漿壓力傳感器、多路采集器、電子存儲(chǔ)盤和電池組；CPU模塊與超聲發(fā)射接收器通過USB數(shù)據(jù)線連接，超聲發(fā)射接收器通過同軸電纜分別與8個(gè)低頻超聲波探頭相連，CPU模塊與多路采集器通過USB數(shù)據(jù)線連接，多路采集器分別與三維重力加速度計(jì)、三維地磁傳感器、濕度傳感器和泥漿壓力傳感器通過USB數(shù)據(jù)線連接，CPU模塊與電子存儲(chǔ)盤通過IDE接口連接，電池組分別與CPU模塊、超聲發(fā)射接收器和多路采集器連接。