[发明专利]一种近钻头扭矩和给进力的测定装置

说明书

一种近钻头扭矩和给进力的测定装置。该装置为连接钻头的第一节钻杆，所述的测定装置包括装置壳体和设置于装置壳体内部的应变片模块、电源模块、数据采集分析模块、数据存储模块、信号发射模块以及位于装置壳体外部的信号接收模块，应变片模块安装在近钻头钻杆的内壁，应变片模块包括至少两个横向应变片和至少两个斜向45°应变片，横向应变片之间、斜向45°应变片之间都是并联，应变片模块依次与数据采集分析模块、数据存储模块、信号发射模块电连接。本发明可以在打钻过程中采集分析扭矩和给进力，能够快速识别煤岩性质，探测煤岩强度变化，减少井下勘探成本，有利于提高勘探效率，提高探测的准确性，有效防止煤与瓦斯突出及冲击地压的发生，为井下安全生产提供保障。

技术领域

本发明涉及一种钻头性能测量设备，尤其是一种近钻头扭矩和给进力的测定装置。

背景技术

冲击地压是指煤岩体在受外界扰动瞬间失稳破坏时，释放出很大能量引起的以猛烈震动和破发式破坏为特征的矿山动力现象，是煤矿开采过程中发生的一大灾害事故。地质构造往往是发生冲击地压、煤与瓦斯突出的关键因素，地质构造最明显的特点就是煤岩强度会发生变化，这会导致应力分布不均匀。

目前，国内外采用钻屑法预测冲击地压的发生，钻屑法预测存在很多不足，如预测指标单一，导致预测的准确性不高；钻屑容易被风吹走，使钻屑量变少；打钻过程中孔口煤尘与瓦斯有喷出的可能且收集钻屑的人员工作量较大。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种近钻头扭矩和给进力的测定装置，该测定装置能够实现钻孔过程对扭矩和给进力同时采集，结构简单、安全性高、操作简便、实用性强。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：该装置为连接钻头的第一节钻杆，所述的测定装置包括装置壳体和设置于装置壳体内部的应变片模块、电源模块、数据采集分析模块、数据存储模块、信号发射模块以及位于装置壳体外部的信号接收模块，应变片模块安装在近钻头钻杆的内壁，应变片模块包括至少两个横向应变片和至少两个斜向45°应变片，横向应变片之间、斜向45°应变片之间都是并联，应变片模块依次与数据采集分析模块、数据存储模块、信号发射模块电连接。

相比现有技术，本发明的一种近钻头扭矩和给进力的测定装置，通过横向应变片进行给进力的采集，同时通过斜向45°应变片进行扭矩的采集。当钻头打钻时，扭矩与给进力经应变仪转化为电信号，再通过放大器传输到数据采集分析模块，采集到的电信号分析处理后保存在数据存储模块中并由信号发射模块有线或无线传输到信号接收模块，这样可实现钻一个测试孔的过程中对扭矩和给进力同时采集，利用这些指标预测煤岩性质和煤岩强度，可以提高采掘工作面前方煤岩动力灾害预测的准确性，对减少冲击地压、煤与瓦斯突出的安全事故、极高巷道的安全性具有重大意义。该测定装置可以实时记录监测扭矩和给进力的变化情况，并反馈给信号接收模块，减少人为操作误差，降低工人的工作量，装置结构简单、操作简便、安全性高，为井下安全生产提供保障。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的结构剖面图。

图2是图1的横截面图。

图3是图1中钻杆内壁的局部展开放大图。

图中：1、钻杆，2、应变片模块，2-1、横向应变片，2-2、斜向45°应变片，3、指示灯，4、电源模块，5、数据采集分析模块，6、信号发射模块，7、信号接收模块，8、信号存储模块，9、外围壳体，10内部壳体。

具体实施方式