[發明專利]一種基于六軸MEMS傳感器的鉆機開孔定向測量裝置

在審

• 申請號: 201910085701.2
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109707372A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 徐鴻祥;鄭龍;王峰;周永祥;沈翔
• 申請（專利權）人: 杭州祥龍鉆探設備科技股份有限公司;安徽電子科學研究所
• 主分類號: E21B47/022
• 分類號: E21B47/022
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種基于六軸MEMS傳感器的鉆機開孔定向測量裝置，包括定向儀及與定向儀通訊連接的巡檢儀，定向儀與鉆機鉆桿的連接套可拆卸連接，巡檢儀為設有顯示模塊及按鍵的手持端，所述定向儀設有兩個相互垂直的開孔，所述開孔內設有激光模塊，定向儀內還設有六軸MEMS傳感器模塊及主板，所述激光模塊及六軸MEMS傳感器模塊連接主板。本發明設有兩個終端，使用靈活，安裝方便，定向儀為主要的測量部件，通過激光模塊及六軸MEMS傳感器模塊獲取所需角度等信息，巡檢儀為手持端，可遠程控制定向儀，并顯示對應的數據。

技術領域

本發明涉及礦山勘探鉆孔測量定位技術領域，特別涉及一種基于六軸MEMS傳感器的鉆機開孔定向測量裝置。

背景技術

礦山勘探、開采過程中，鉆探作業是必不可少的的手段，勘探鉆探可以確定礦體的儲量狀況，有沒有開采價值，開采期間，鉆探可以明確礦藏、巖石、含水層的分布狀況，為礦山的地質分析、安全生產提供依據，鉆孔的方位角、傾角是鉆孔定位的重要因素。目前鉆孔角度定位大部分還是采用現場吊線加角度尺對方位角、傾角進行調整，操作過程中角度對準、度數讀取人為因素影響大，角度準確性難以得到保證，鉆孔實時工況記錄不夠準確、完整，因此簡便、實用、準確、安全、功能完善的礦用鉆機開孔定向測量顯示裝置對鉆孔定位效率準確性具備重要意義。

申請公布號CN104343437A的發明專利——基于激光陀螺的鉆孔軌跡測量裝置及方法，一種基于激光陀螺的鉆孔軌跡測量裝置及方法，涉及油氣抽采、勘探、災害防治等領域長深鉆孔軌跡測量。所述的基于激光陀螺技術的鉆孔軌跡測量裝置由激光陀螺模組、監測主模組、電源模組、通訊接口以及鉆桿式固定支架組成。鉆孔軌跡測量裝置安裝于鉆頭和鉆桿之間，在鉆進和退鉆過程中實時測量并記錄傾角、方位角、位置參數，可據此計算鉆孔軌跡、鉆孔深度、鉆進或退鉆過程及速度參數，也可進行鉆孔后期測量。

申請公布號CN106321074A的發明專利——基于光學引擎的隨鉆測斜儀器及其測量裝置，一種基于光學引擎的隨鉆測斜儀器及其測量裝置，該測量裝置包括密封缸筒、固定支架、重力桿、光學引擎，光學引擎封裝內固定有激光二極管、光學透鏡組件和傳感器。

受權公告號CN104088625B的發明專利——煤礦井下鉆孔無線隨鉆軌跡和孔深測量裝置及方法，一種煤礦井下鉆孔無線隨鉆軌跡和孔深測量裝置，它包括現場主機、鉆桿、第一無磁鉆桿、第二無磁鉆桿、第三無磁鉆桿、鉆頭、鉆機、設置在第二無磁鉆桿中的探頭、第一應力波信號發射器和第一應力波信號接收器，現場主機連接第一應力波信號發射器和第一應力波信號接收器；探頭包括探頭殼體、設置在探頭殼體內的第二應力波信號發射器、第二應力波信號發射器驅動模塊、第二應力波信號接收器、第二應力波信號處理模塊、單片機和三維羅盤，第一應力波信號發射器與第二應力波信號接收器無線通信，第一應力波信號接收器與第二應力波信號發射器無線通信。

申請公布號CN105239997A的發明專利——一種鉆孔開孔方位角、傾角定位裝置及其定位方法，一種鉆孔開孔方位角、傾角定位裝置及其定位方法，包括基座單元、調節單元、傾角測量單元和方位角測量單元，傾角測量單元用于測量鉆孔開孔的傾角，方位角測量單元用于測量鉆孔開孔的方位角。

上述礦用角度測量設備為隨鉆軌跡測量和測斜裝置，受權公告號CN104088625B的發明專利——煤礦井下鉆孔無線隨鉆軌跡和孔深測量裝置及方法采用三維羅盤測角，引力波信號傳輸，三維羅盤測角存在井下測量受地磁影響大，申請公布號CN106321074A的發明專利——基于光學引擎的隨鉆測斜儀器及其測量裝置和申請公布號CN104343437A的發明專利——基于激光陀螺的鉆孔軌跡測量裝置及方法，采用光學方式和激光陀螺儀進行測角測量，這2種方法成本高、安裝調試復雜，申請公布號CN105239997A的發明專利——一種鉆孔開孔方位角、傾角定位裝置及其定位方法，角度采用光學機械裝置調整、刻度盤讀數的方式進行角度測量，測量精度低、人為影響因素大。

發明內容