[发明专利]一种钻杆底部试验设备状态控制系统及方法

说明书

本发明提供一种钻杆底部试验设备状态控制系统，包括钻机及附属设备及由下至上依次连接的试验设备、膨胀装置、深度状态转换杆、钻杆及状态指示杆。深度状态转换杆、膨胀装置、试验设备上均设有流体通道或线缆，在进行设备安装时将各自的流体通道、线缆依次连通，然后依次连接放入钻孔，钻机及附属设备与状态指示杆连接，流体可依次流入状态指示杆、钻杆、深度状态转换杆，状态指示杆上设有多个标示刻度线对应底部试验设备状态，深度状态转换杆包括中心杆及外筒，膨胀装置鼓起后，中心杆可相对外筒向下滑动，中心杆下滑不同的位置可切换流体通道或电信号给试验设备进行相应动作。本发明可实现对测试设备进行多个状态精准控制。

技术领域

本发明涉及地质勘测技术领域，具体是一种钻杆底部试验设备状态控制系统及方法。

背景技术

水利、水电、交通、核电和采矿等行业进行地质作业时，需要对地钻孔以达到对深部地层勘探的目的。钻孔完成后，需要进行各种试验来了解深部地层的信息，试验内容包括物探、水位探测、岩体渗漏试验、地应力试验、放射性检测和有害气体检测等。以上各种试验和测试需要将探测装置放入钻孔深部进行工作，试验数据的获取一般采用两种形式，一种是带电源测试技术，即试验装置与地面上的主机通过线缆连接，进行动作控制和试验数据采集，试验数据存储于地面设备中，如各种物探试验。该种实现方式不需要钻杆，但需要携带笨重的电缆。另一种是自备电源或无源测试，即通过钻杆将试验装置放入孔(井)内，通过水、气介质和钻杆动作对孔内装置进行控制和测试，如自备电源测试、地应力试验和压水试验等。

随着电池技术的发展，甩掉笨重的电缆，采用自备电源探测或无源探测的第二种测试技术将获得更多的应用。当前，地应力和压水试验通过推拉装置实现了对底部装置两个状态的控制，分别为接通水囊通道状态和水囊增压后的钻杆自由放下状态。但是更多通道联通应用或多路电信号切换还是无法实现，不利于试验目标的完成。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种钻杆底部试验设备状态控制系统及方法，通过对钻杆的上下动作，在孔口增加状态指示、在底部增加深度—流体通道或电信号切换装置的办法，可实现对测试设备的多个状态(≥3)进行精准控制，对于改进复杂条件下的地应力和压水试验等测试具有革命性意义，同时，对于控制自备电源装置在钻孔任意深度完成复杂操作提供了实现方法。

一种钻杆底部试验设备状态控制系统，包括钻机及附属设备及由下至上依次连接的试验设备、膨胀装置、深度状态转换杆、钻杆及状态指示杆，深度状态转换杆、膨胀装置、试验设备上均设有流体通道和线缆，在进行设备安装时将各自的流体通道和线缆依次连通，然后依次连接放入钻孔，钻机及附属设备与状态指示杆连接，可带动整个设备在钻孔内上下移动，状态指示杆上设有用于接入流体的管路接口，流体可通过管路接口依次流入状态指示杆、钻杆、深度状态转换杆，状态指示杆上设有多个标示底部试验设备状态的状态刻度线，深度状态转换杆包括位于中部的中心杆及设于中心杆外层的外筒，中心杆的上端与钻杆连接，膨胀装置鼓起并附着于钻孔孔壁后，中心杆可相对外筒向下滑动，中心杆下滑不同的位置可切换流体通道或电信号给试验设备进行相应动作。

进一步的，试验设备通过连接杆与膨胀装置连接，所述膨胀装置具有上接口和下接口，连接杆的一端与试验设备连接，另一端与膨胀装置的下接口连接，膨胀装置的上接口与深度状态转换杆下端连接。

进一步的，管路接口与流体管路联通，流体管路上设有压力表。

进一步的，膨胀装置内设有扩张部件，流体依次通过状态指示杆的内孔、钻杆内孔、深度状态转换杆、流体通道和线缆和膨胀装置的组成的通道使膨胀装置的扩张部件膨胀并附着于孔壁上。

进一步的，当外筒上设有齿式拨盘，中心杆为中空的异形杆件，作为流体通道与膨胀装置的扩张部件联通，并设有多个中心杆拨齿，在上下滑动时与齿式拨盘接触，触发相应电信号给试验设备进行相应试验。