[发明专利]一种定向钻孔洞剖面测量检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定向钻孔洞剖面测量检测系统及方法，属于定向钻孔洞剖面测量检测技术领域。

背景技术

长输油气管道建设为保证其走向的合理性、安全性和经济性，管道不可避免的要通过河流、山区及人口稠密区。随着管道建设技术的不断发展，在通过河流时为保证管道的埋深和不破坏河流周围的环境，目前多采用非开挖穿越技术，定向钻穿越是主要手段之一。

近年来随着西气东输一线、二线的建设，定向钻穿越的管径已达到￠1219mm，使后续的扩孔孔径增加到￠1600mm以上，随着孔径增大容易产生孔洞坍塌、卡钻、甚至穿越失败，现国内外尚无定向钻孔洞剖面测量技术报道，根据国内穿越工程的要求，此项技术为国内急需，也是定向钻穿越工程亟待解决的国际难题和前沿技术。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种定向钻孔洞剖面测量检测系统及方法。

一种定向钻孔洞剖面测量检测系统,其特征在于包括CPU模块、超声发射接收器、超声波探头、三维重力加速度计、三维地磁传感器、湿度传感器、泥浆压力传感器、多路采集器、电子存储盘和电池组；

CPU模块与超声发射接收器通过USB数据线连接，超声发射接收器通过同轴电缆分别与8个低频超声波探头相连，CPU模块与多路采集器通过USB数据线连接，多路采集器分别与三维重力加速度计、三维地磁传感器、湿度传感器和泥浆压力传感器通过USB数据线连接，CPU模块与电子存储盘通过IDE接口连接，电池组分别与CPU模块、超声发射接收器和多路采集器连接。

一种定向钻孔洞剖面测量检测方法，含有以下步骤：

CPU模块通过USB数据线向超声发射接收器发送采集数据指令；

超声发射接收器通过8个100K低频探头采集孔洞剖面的成孔数据，经CPU模块存储于电子存储盘中；

低频超声波探头发出的超声波通过定向钻泥浆中的传播，在钻孔孔壁反射信号，再被探头接收后用于分析钻孔大小和成孔质量；

CPU模块通过USB数据线向多路采集器发送采集数据指令，多路采集器采集三维重力加速度计、三维地磁传感器、湿度传感器和泥浆压力传感器的数据，经CPU模块存储于电子存储盘中；整个过程由电池组分别向CPU模块、超声发射接收器和多路采集器提供12V、24V及5V的电源；

超声发射接收器通过CPU模块的USB接口接收程序软件传输的控制字，按照接收的控制字对超声信号的发射及接收过程进行控制，并把接收的超声信号以数据包的形式传输给CPU模块；

湿度传感器和泥浆压力传感器分别用于测量系统工作的环境湿度及泥浆压力；

三维重力加速度计和三维地磁传感器与CPU模块实现检测系统的三维地磁定位，三维重力加速度计和三维地磁传感器通过USB数据线与多路采集器PMD1208FS连接，用于测量三维重力加速度和三维地磁信号，然后CPU模块通过算法计算检测系统的水平面位置、姿态和垂直深度。

本发明的优点是结构紧凑、安装方便，可以广泛应用于定向钻孔洞剖面测量检测技术领域。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1是本发明实施例提供的定向钻孔洞剖面测量检测系统的原理结构示意图；

图2是本发明实施例提供的定向钻孔洞剖面测量检测系统的电气连接示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1、图2所示，

一种定向钻孔洞剖面测量检测系统,系统包括CPU模块、超声发射接收器、超声波探头、三维重力加速度计、三维地磁传感器、湿度传感器、泥浆压力传感器、多路采集器、电子存储盘和电池组；CPU模块与超声发射接收器通过USB数据线连接，超声发射接收器通过同轴电缆分别与8个低频超声波探头相连，CPU模块与多路采集器通过USB数据线连接，多路采集器分别与三维重力加速度计、三维地磁传感器、湿度传感器和泥浆压力传感器通过USB数据线连接，CPU模块与电子存储盘通过IDE接口连接，电池组分别与CPU模块、超声发射接收器和多路采集器连接。