[發明專利]一種鉆孔深度精確測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202210412602.2
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114837653B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 練裕鋒;劉思波;謝明杰;黃禮貴;姚醒
• 申請（專利權）人: 深圳市城安物聯科技有限公司
• 主分類號: E21B47/04
• 分類號: E21B47/04
• 代理公司: 深圳市諾正鑫澤知識產權代理有限公司 44689
• 代理人: 林國友

1.一種鉆孔深度精確測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：在預定鉆孔處安裝鉆機，在鉆機上設置稱重模塊,在鉆孔位置的地面安裝鉆深輔助指示裝置,所述鉆深輔助指示裝置包括座體、接觸測深機構和顯示器，所述接觸測深機構包括測深輪和計數器，所述測深輪設有輪槽，所述輪槽內繞裝有測深繩，所述稱重模塊、所述計數器、所述顯示器分別與控制中心電性連接；

S2：鉆進加工，根據鉆孔實時深度將所需數量的附加鉆桿同軸安裝至主動鉆桿上，并使鉆深輔助指示裝置與主動鉆桿以及各附加鉆桿活動接觸配合；鉆進過程中，所述測深輪與鉆桿滾動接觸而不斷旋轉，所述計數器同時自動計量測深輪的轉動圈數，通過測深輪的周長乘以圈數即可換算得出鉆桿的下降距離，并記錄為第一孔深H₁；

S3：將測深繩自由端的固定扣與主動鉆桿或者附加鉆桿連接固定，隨著鉆桿不斷鉆進伸入鉆孔的深處，測深繩在輪槽中卷放出的長度同步發生改變，通過測深繩上的刻度部讀取鉆桿在鉆孔中的長度，并記錄為第二孔深H₂；

S4：與此同時，受到與鉆機鉆進方向相反的拉力，并達到稱重模塊的閾值時，稱重模塊啟動并記錄測量拉力值G_i；

在鉆進開始時，稱重模塊稱量主動鉆桿及多個附加鉆桿在下桿時的拉力為G1，逐次測量鉆進接桿后拉力值G₁、G₂,直至稱重模塊稱量主動鉆桿及多個附加鉆桿在最深處時的拉力為G_n，根據所測量的拉力值G₁、G₂……G_n，并結合浮力系數、鉆井與鉆桿之間的摩擦系數、鉆桿的重力系數、鉆孔傾角修正系數，采用公式(1)計算主動鉆桿及多個附加鉆桿深入地面的第三孔深H₃；

公式(1)中，主動鉆桿的進尺長度為L₀,浮力系數k＝0.76，鉆井與鉆桿之間的摩擦系數為W_s＝0.57,鉆桿的重力系數g＝0.98N/m，鉆孔傾角修正系數為c；

S5：根據第一孔深、第二孔深、第三孔深的測量值，采用公式(2)計算主動鉆桿及多個附加鉆桿深入地面的最終鉆孔深度H:

H＝aH1+bH2+dH3 (2)

公式(2)中，a,b,d為根據經驗值得出的H1、H2、H3的權重比例，其中a+b+d＝1。

2.根據權利要求1所述的鉆孔深度精確測量方法，其特征在于，所述步驟S4中的所述閾值為鉆進初始時，主動鉆桿及多個附加鉆桿的重量值G₀；當稱重模塊的測得的重力大于閾值G₀時開始測量。

3.根據權利要求2所述的鉆孔深度精確測量方法，其特征在于，所述稱重模塊在測量時，停止鉆進或提升5-15s，待數據穩定后取值。

4.根據權利要求3所述的鉆孔深度精確測量方法，其特征在于，停止鉆進或提升的時間為10s。

5.一種鉆孔深度精確測量裝置，應用如權利要求1至4中任一項所述的鉆孔深度精確測量方法進行孔深的測量，其特征在于，包括：

鉆機；

主動鉆桿，可插設于地面內；

多個附加鉆桿，沿豎直方向設于所述主動鉆桿下端，用于插設至地面內；

鉆深輔助指示裝置，在鉆孔位置的地面安裝有鉆深輔助指示裝置，所述鉆深輔助指示裝置包括座體、接觸測深機構和顯示器，所述接觸測深機構包括測深輪和計數器，所述測深輪轉動設置于所述座體上，且所述測深輪與主動鉆桿以及各附加鉆桿滾動接觸，所述計數器與所述測深輪相對設置，且所述計數器與所述顯示器電性連接；

稱重模塊，線性連接在所述鉆機上并與控制中心電連接，其中，所述稱重模塊具有一測量閾值，當受到所述鉆機的反向拉力到達所述測量閾值時，稱重模塊開始測量；

控制中心，所述稱重模塊、所述計數器、所述顯示器分別與控制中心電性連接，所述控制中心用于測量及存儲所述稱重模塊、所述計數器的數據信息，并進行邏輯運算。