[发明专利]一种矿用钻孔测井无缆测深装置及测深方法

说明书

本发明提供了一种矿用钻孔测井无缆测深装置及测深方法，所述矿用钻孔测井无缆测深装置，包括线路板和集成电路，集成电路包括有加速度测量电路、模数转换电路U4、数据暂存单元U14、微处理单元U1、系统时钟电路、通讯电路U2和通讯接口。所述的装置是集成电路布置焊接在线路板上形成一个标准通用模块，其在微处理单元U1的控制下，倾斜角测量电路测的加速度和倾斜角，方位角测量电路测的方位角，它们输出的均是模拟量，经过模数转换电路U4后变为数字量，把这些数据进行计算处理成每一采样时间点对应一个测深深度存储在数据暂存单元U14。本发明提供的一种矿用钻孔测井无缆测深装置及测深方法，施工方便，低成本，精度高。

技术领域

本发明属于钻孔探测测井的技术领域，具体涉及一种矿用钻孔测井无缆测深装置及测深方法。

技术背景

近年来，随着综合机械化采煤技术的发展，迫切需要发展有效的井下勘探技术，以确保煤炭生产高产高效。钻探作为一种必备的勘探技术手段，在煤矿井下探测地质异常被广泛使用，但由于普遍的孔斜现象以及难以判断层位，钻孔资料难以解释。如果通过井下测井技术和井下钻探相结合，不仅可直接探查地质异常体，而且可以验证矿井物探的解释成果。井下测井技术能测量多种测井参数，用来钻孔导向，纠正钻孔偏离设计，提供煤层产状、划分岩性和煤层、进行煤层对比等，所以井下测井技术及钻孔探测仪器是必不可少的。

矿用钻孔测深装置是井下测井技术不可或缺的配件之一。传统的矿用钻孔探测仪器采用线缆进入钻孔的长度来计算所钻的孔的深度，显而易见，这种方法满足不了钻孔探测仪器的不断发展和更新和完善。目前，市场上基本采用利用旋转编码器计算进入钻孔中线缆长度来确定孔深，方法是：线缆必须绕在绞车上，一端接钻孔探测仪器的探头，另一端接钻孔探测仪器主机，钻孔探测仪器主机控制安装在绞车上的旋转编码器来实现测深的。这种方法虽然满足了现有钻孔探测仪器的要求，但存在如下缺陷：(1)使用绞车，增加仪器成本；(2)绞车非常笨重，不便携带，而且故障率较高；(3)测深时，孔内的线缆在探头前进和后退操作下时紧时松，而且孔口与绞车有一段线缆也是时紧时松，造成了旋转编码器测量不准确，所以测深误差比较大，另外，旋转编码器的精度也会影响测量精度；(4)测深过程中，探头前进时正常测深，若后退时，绞车必须收线以校正测深深度的减少，使用不方便。另外，甚至使用时经常出现线缆绞在一起，造成测深失败。

针对上述目前采用的钻孔测深方式存在的不足，本发明采用摒弃了绞车、线缆和编码器，也就是有缆钻孔测深方式，而采用了无缆测深装置，并形成一种通用的模块，可以配置多种矿用钻孔测井仪器，也可以推广到其它钻孔测井仪器配套使用，为它们提供无缆测深，施工方便，低成本，高精度的测深配套装置。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种携带方便，施工简单，低成本，测深精度高的一种矿用钻孔测井无缆测深装置及测深方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

一种矿用钻孔测井无缆测深装置，包括线路板和集成电路，其中，集成电路包括有加速度测量电路、模数转换电路U4、数据暂存单元U14、微处理单元U1、系统时钟电路、通讯电路U2和通讯接口。所述的装置是集成电路布置焊接在线路板上形成一个标准通用模块。

所述加速度测量电路的信号输出端与模数转换电路U4的信号输入端连接；所述模数转换电路U4的数字输出端与微处理单元U1数值输入端连接；所述微处理单元U1数据存储控制端与数据暂存单元U14数据控制端连接；所述微处理单元U1输入时钟端与系统时钟电路时钟输出端连接；所述微处理单元U1数据通讯端与通讯电路U2内部通讯端连接；所述通讯电路U2外接通讯端与通讯接口内端连接；所述标准通用模块长度为80mm、宽度为20mm以及高度为15mm。本发明涉及的加速度测量、模数转换、数据存储、数据传输均选择合适的低功耗工业级元器件，设计成独立可靠的电路。线路板设计采用多层板、双面放置元器件。本装置与外部通讯采用高速标准串行通讯。这样设计使本装置体积小、功耗低、便于与其它钻孔探测仪器配套。