電路(8 )、電源監(jiān)測(cè)電路(9 )、通信電路(10 )、存儲(chǔ)電路(11)連接；通信電路(10)通過通纜接頭(3-8)與通纜鉆桿連接；本安可充電電源組(3-6)由可充電電池組和本安保護(hù)電路組成，本安保護(hù)電路可將可充電電池組電源轉(zhuǎn)化為本安電源，并經(jīng)過開關(guān)電源電路(8 )為測(cè)量電路板(3-4 )工作提供本安電源，本安可充電電源組(3-6 )預(yù)留有充電電纜，可以在不拆卸孔底儀器的情況下為電池組充電。
[0023]盡管本文較多地使用了測(cè)量鉆桿(1)、姿態(tài)測(cè)量管(2)、姿態(tài)測(cè)量裝置(3)、防爆計(jì)算機(jī)(4)、卡圈(3-1)、圓柱堵頭(3-2)、O型密封圈(3-3)、傳感器組(3-4)、測(cè)量電路板(3-5)、本安可充電電源組(3-6)、基座板(3-7)、通纜接頭(3-8)、支撐環(huán)(3-9)、6自由度傳感器處理電路(5)、3軸磁阻傳感器處理電路(6)、單片機(jī)最小系統(tǒng)(7)、開關(guān)電源電路(8)、電源監(jiān)測(cè)電路(9)、通信電路(10)、存儲(chǔ)電路(11)等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了方便地描述和解釋本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)；把它解釋成任何一種附加限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
[0024]最后應(yīng)說明的是:顯然上述實(shí)施僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所做的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.礦用鉆孔軌跡隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：由孔內(nèi)儀器和孔口儀器組成，所選器件均為本質(zhì)安全器件，所述孔內(nèi)儀器包括測(cè)量鉆桿（I)、姿態(tài)測(cè)量管（2)、姿態(tài)測(cè)量裝置（3)，所述孔口儀器包括防爆計(jì)算機(jī)（4); 在姿態(tài)測(cè)量裝置（3)的兩個(gè)圓柱堵頭（3-2)上分別鉆有四個(gè)沿周向均布的螺紋孔，姿態(tài)測(cè)量管（2)兩端也分別鉆有四個(gè)均布孔，用4個(gè)緊釘螺釘將姿態(tài)測(cè)量裝置（3)在固定姿態(tài)測(cè)量管（2)內(nèi)，姿態(tài)測(cè)量管（2)通過其兩端卡圈（3-1)固定在測(cè)量鉆桿（I)相應(yīng)的凹槽內(nèi)，測(cè)量鉆桿（I)通過其兩端的公、母螺紋接頭分別與鉆頭與通纜鉆桿相聯(lián)接。2.如權(quán)利要求I所述的礦用鉆孔軌跡隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：姿態(tài)測(cè)量裝置（3)主要由卡圈（3-1)、圓柱堵頭（3-2)、O型密封圈（3-3)、傳感器組（3-4)、測(cè)量電路板（3-5)、本安可充電電源組（3-6 )、基座板（3-7 )、通纜接頭（3-8 )、支撐環(huán)（3-9 )組成； 圓柱堵頭（3-2)內(nèi)嵌有一層橡膠減震器，起到固定和減震的雙重作用；0型密封圈(3-2)嵌在圓柱堵頭（3-2)上，起密封保護(hù)作用；傳感器組（3-4)、測(cè)量電路板（3-5)、本安可充電電源組（3-6)通過螺釘聯(lián)接在基座板（3-5)上，基座板（3-5)兩端焊接在圓柱堵頭(3-2)上，并由多組支撐環(huán)（3-9)進(jìn)行支撐；傳感器組（3-3)集成I個(gè)6自由度傳感器和I個(gè)3軸磁阻傳感器；測(cè)量電路板（3-4)主要由6自由度傳感器處理電路（5)、3軸磁阻傳感器處理電路（6)、單片機(jī)最小系統(tǒng)（7)、開關(guān)電源電路（8)、電源監(jiān)測(cè)電路（9)、通信電路（10)、存儲(chǔ)電路（11)組成； 單片機(jī)最小系統(tǒng)（7)分別與6自由度傳感器處理電路（5)、3軸磁阻傳感器處理電路(6)、開關(guān)電源電路（8)、電源監(jiān)測(cè)電路（9)、通信電路（10)、存儲(chǔ)電路（11)連接；通信電路(10)通過通纜接頭（3-8)與通纜鉆桿連接；本安可充電電源組（3-6)由可充電電池組和本安保護(hù)電路組成，本安保護(hù)電路可將可充電電池組電源轉(zhuǎn)化為本安電源，并經(jīng)過開關(guān)電源電路（8)為測(cè)量電路板（3-4)工作提供本安電源，本安可充電電源組（3-6)預(yù)留有充電電纜，可以在不拆卸孔底儀器的情況下為電池組充電； 通纜接頭（3-8) —端接通信電路（10)，一端通過銅絲彈簧與通纜鉆桿的通信端緊密接觸，將通信電路（10)的信號(hào)經(jīng)通纜鉆桿上傳到防爆計(jì)算機(jī)（4)。3.如權(quán)利要求I所述的礦用鉆孔軌跡隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述防爆計(jì)算機(jī)（4)上運(yùn)行的監(jiān)控軟件特征為：采用虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)鉆探軌跡3D曲線顯示、鉆孔軌跡設(shè)計(jì)、孔內(nèi)工況動(dòng)態(tài)三維重構(gòu)顯示、鉆探軌跡與原始設(shè)計(jì)軌跡誤差實(shí)時(shí)顯示、各姿態(tài)參數(shù)二維曲線的生成、孔內(nèi)儀器參數(shù)及工作模式的設(shè)置、故障及報(bào)警自診斷、測(cè)量點(diǎn)姿態(tài)參數(shù)前臺(tái)報(bào)表顯示和后臺(tái)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、孔底參數(shù)的虛擬儀表顯示以及本地時(shí)間的顯示。4.如權(quán)利要求I所述的礦用鉆孔軌跡隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：姿態(tài)測(cè)量裝置（3)內(nèi)的6自由度傳感器集成I個(gè)3軸加速度計(jì)和I個(gè)3軸陀螺儀，可測(cè)得沿鉆具坐標(biāo)系中的X、Y、Z軸的重力加速度分量和旋轉(zhuǎn)角速度分量，3軸磁阻傳感器測(cè)得沿鉆具坐標(biāo)系中的X、Y、Z軸的地磁分量，經(jīng)6自由度傳感器處理電路（5)、3軸磁阻傳感器處理電路（6)傳送給單片機(jī)最小系統(tǒng)（7)，利用旋轉(zhuǎn)矩陣解算獲得傾角和工具面向角參數(shù)，并對(duì)沿鉆具軸向干擾磁場(chǎng)處理和數(shù)據(jù)融合算法，解算出方位角參數(shù)； 孔內(nèi)儀器所測(cè)姿態(tài)參數(shù)經(jīng)存儲(chǔ)電路（11)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)并由通纜接頭（3-8)經(jīng)通纜鉆桿與防爆計(jì)算機(jī)（4 )上的監(jiān)控軟件進(jìn)行雙向通信，實(shí)時(shí)顯示和進(jìn)一步處理鉆孔軌跡。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及礦用鉆孔軌跡隨鉆測(cè)量系統(tǒng)，由孔內(nèi)儀器和孔口儀器組成，所選器件均為本質(zhì)安全器件。工作原理為：孔內(nèi)儀器中的6自由度傳感器測(cè)得沿鉆具坐標(biāo)系中的X、Y、Z軸的地磁分量，再經(jīng)單片機(jī)最小系統(tǒng)對(duì)旋轉(zhuǎn)矩陣解算獲得傾角和工具面向角，并對(duì)沿鉆具軸向干擾磁場(chǎng)處理和9軸數(shù)據(jù)融合算法，解算出較高精度的方位角。孔內(nèi)儀器所測(cè)姿態(tài)參數(shù)經(jīng)存儲(chǔ)電路實(shí)時(shí)存儲(chǔ)并經(jīng)通纜鉆桿與防爆計(jì)算機(jī)上的監(jiān)控軟件進(jìn)行雙向通信，實(shí)時(shí)顯示鉆孔軌跡。本實(shí)用新型有益效果為：礦用鉆孔軌跡隨鉆測(cè)量系統(tǒng)可以低功耗、高精度、寬范圍實(shí)時(shí)測(cè)量鉆孔內(nèi)姿態(tài)參數(shù)、支持孔口內(nèi)外雙向通信、數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)上傳和卡式存儲(chǔ)，操作界面采用虛擬可視化技術(shù)，具有良好的人機(jī)交互能力。
【IPC分類】E21B47/12, E21B47/26, E21B47/022
【公開號(hào)】CN204827427
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520233158
【發(fā)明人】陳光柱, 梁曉軍, 蔣成林, 吳遠(yuǎn)方
【申請(qǐng)人】成都理工大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日