[發明專利]便攜式原位測試與識別數據采集系統及設備

在審

• 申請號: 202110771366.9
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113482599A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 吳振君;湯華;宋罡;秦雨樵
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E21B47/04
• 分類號: E21B47/04;E21B45/00;E21B49/00;E21B47/12;E21B47/06
• 代理公司: 武漢知伯樂知識產權代理有限公司 42282
• 代理人: 李金龍

本發明提供了一種便攜式原位測試與識別數據采集系統及設備。所述系統包括：地面數據采集和傳輸模塊，用于采集鉆頭數據和鉆桿數據，并將鉆頭數據和鉆桿數據發送至采集總站；近鉆頭數據采集和傳輸模塊，用于采集鉆機實際工作參數和環境參數，并將鉆機實際工作參數和環境參數發送至采集總站；采集總站，用于收集地面數據采集和傳輸模塊和近鉆頭數據采集和傳輸模塊發送的數據，并將收集的數據發送至主機；主機，用于接收采集總站發送的數據，并對接收的數據進行分析。本發明采集數據全面，可得到鉆頭破巖時的真實壓力、扭矩和溫度數據，為原位測試數據的深入分析提供了堅實的數據基礎，對各種復雜地形具有較強的應用泛化性。

技術領域

本發明實施例涉及地質勘探技術領域，尤其涉及一種便攜式原位測試與識別數據采集系統及設備。

背景技術

目前，隨鉆測試數據采集系統僅在地面采集鉆機工作參數，獲取的原位測試與識別數據均為間接數據，這些數據和鉆頭的實際受力情況差距甚遠，兩者之間表現出復雜的非線性關系，這導致測試結果難以直接用于巖土力學參數識別或得出和實際情況不符的結論。此外，鉆頭破巖過程中，巖石所處的溫度條件也極大地影響其力學性質，目前的隨鉆測試數據采集系統并不采集這個環境參數，不考慮鉆頭破巖所處的溫度條件，難以獲取準確的巖土力學參數，采集鉆頭處巖石溫度受到地質環境因素的影響，難度較大。因此，開發一種便攜式原位測試與識別數據采集系統及設備，可以有效克服上述相關技術中的缺陷，就成為業界亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明實施例提供了一種便攜式原位測試與識別數據采集系統及設備。

第一方面，本發明的實施例提供了一種便攜式原位測試與識別數據采集系統，包括：地面數據采集和傳輸模塊，用于采集鉆頭深度數據和鉆桿轉速數據，并將所述鉆頭深度數據和鉆桿轉速數據發送至采集總站；近鉆頭數據采集和傳輸模塊，用于采集鉆機實際工作參數和環境參數，并將所述鉆機實際工作參數和環境參數發送至采集總站；采集總站，用于收集地面數據采集和傳輸模塊和近鉆頭數據采集和傳輸模塊發送的數據，并將收集的數據發送至主機；主機，用于接收采集總站發送的數據，并對接收的數據進行分析。

在上述系統實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的便攜式原位測試與識別數據采集系統，所述地面數據采集和傳輸模塊包括：地面數據采集傳感器，安裝在鉆機上，用于采集鉆頭鉆進深度和鉆桿鉆速；數據傳輸模塊，通過通訊線纜或無線傳輸方式將地面數據采集傳感器采集的數據傳輸到采集總站。

在上述系統實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的便攜式原位測試與識別數據采集系統，所述地面數據采集傳感器包括：位移傳感器，用于采集鉆頭鉆進深度；近接開關傳感器，用于采集鉆桿鉆速。

在上述系統實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的便攜式原位測試與識別數據采集系統，所述近鉆頭數據采集和傳輸模塊包括：近鉆頭數據采集傳感器，安裝在鉆頭上部的擴孔器上，用于采集鉆頭處的鉆壓、扭矩和溫度；數據傳輸模塊通過鉆桿內置通訊線纜傳輸近鉆頭數據采集傳感器數據。

在上述系統實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的便攜式原位測試與識別數據采集系統，所述近鉆頭數據采集傳感器包括：壓力傳感器，用于采集鉆頭處的鉆壓；扭矩傳感器，用于采集鉆頭處的扭矩；溫度傳感器，用于采集鉆頭處的溫度。

在上述系統實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的便攜式原位測試與識別數據采集系統，所述采集總站包括：數據收集單元，用于收集所述鉆頭數據和鉆桿數據，以及所述鉆機實際工作參數和環境參數；數據無線傳輸單元，用于將收集的所述鉆頭深度數據和鉆桿轉速數據，以及所述鉆機實際工作參數和環境參數，發送至主機；供電單元，用于給所述地面數據采集和傳輸模塊及近鉆頭數據采集和傳輸模塊供電。

在上述系統實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的便攜式原位測試與識別數據采集系統，所述地面數據采集和傳輸模塊還包括：地面數據傳輸單元，用于將所述鉆頭鉆進深度和鉆桿鉆速發送至采集總站。