yhd1-1000随钻测量系统-孔口监视器

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1、YHD1-1000随钻测量系统孔口监视器组成及监测软件的应用YHD1-1000随钻测量系统YHD1-1000随钻测量系统主要用于近水平定向钻孔施工过程中的随钻监测，可随钻测量钻孔倾角、方位角、工具面等主要参数，同时可实现钻孔参数、轨迹的即时显示，便于施钻人员随时了解钻孔施工情况，并根据测量结果及时调整钻具组合方式和钻进工艺参数，使钻孔尽可能的按照预定方向延伸。钻孔轨迹的测量是定向钻进技术的关键部分。YHD1-1000随钻测量系统主要适用于煤矿井下瓦斯抽放钻孔、放水孔、超前勘探孔等钻孔施工，同时可适用于地面勘探孔，煤层气开采水平分支井等钻孔施工。测

2、量系统由孔口监视器、随钻测量探管、通缆式钻杆、通缆式送水器等组成，在采用孔底马达钻进过程中，将随钻测量探管连接在孔底马达后面，在钻进过程中，随钻测量探管采集钻孔倾角、方位角、工具面向角等数据通过通缆式钻杆和通缆式送水器传送到孔口监视器，通过系统软件的分析处理，在孔口监视器上显示钻孔参数和钻孔轨迹等信息，通过监测软件可实现系统分析、数据处理和存储、通讯等功能。第一部分：系统组成孔口监视器是整个测量系统的人机交互界面，通过监视器我们可以实现与探管之间的信息交换，控制探管工作状态，接收探管的测量结果，并且将测量结果以数据表格和图形的方式表示出来，指导钻

3、孔尽可能的按照设计轨迹延伸。同时也会将每次测量的结果以文件的形式记录下来，通过优盘拷贝到地面的其他计算机上以供技术人员和领导参考或形成生产报告。仪器性能工作环境条件a.环境温度为0℃～40℃；b.相对湿度不超过95%（25℃）；c.大气压为80kPa～106kPa；d.允许在甲烷和煤尘，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合中使用；e.在无剧烈振动和冲击的地方使用。工作时间孔口监视器电源在充足电后，连续工作时间不小于8小时。监测仪组成框图探管输入／输出PC/104工控机中央监视器486DX66/8M鼠标液晶显示器FLASH存储器电源单元（本质安全型）串行

4、通信接口背光电源USB接口第二部分：钻孔设计软件的操作定向钻进需要控制钻孔钻进到预定目标。在钻孔施工前，需要全面系统的掌握煤层地质资料,了解煤层走向和倾角,并根据钻探目的、工程要求和施工条件来设计钻孔的轴线轨迹，并绘制出钻孔轴线轨迹图。这个轨迹图在钻孔施工中起着重要的指导作用。钻孔设计系统的功能主要是为钻探技术人员提供定向钻孔设计的平台。设计完成的钻孔参数可以导入随钻测量系统的井下部分—孔口监视器，便于和实际测量数据进行对比分析，为井下施工人员提供准确的施工依据。钻孔设计分为基本参数设计和钻孔轨迹设计。基本参数输入界面勘探线的定义钻孔轨迹可以有不

5、同的空间坐标系，不同的坐标系对应的测量数据的修正方法不同，所计算的坐标值也不同。目前，在钻探工程中常用的坐标系主要有两种。相对地理坐标系和相对勘探线坐标系。本系统中采用相对勘探线坐标系。1.相对地理坐标系以孔口为坐标原点，X轴正向指向地理正北，Y轴正向指向地理正东，Z轴正向垂直指向地心。在此坐标系下，将实测的钻孔方位角按各地的磁偏角修正为地理方位角，计算的坐标即为相对地理坐标。如果再将孔口的绝对地理坐标加到钻孔轨迹上各点的相对地理坐标值上后，相对地理坐标就转变为绝对地理坐标。2.相对勘探线坐标系以孔口为坐标原点，X轴正向指向勘探线方位α（磁方位）

6、，Y轴顺时针旋转90°，Z轴正向垂直指向地心。在此坐标系下，将实测的钻孔方位角减去勘探线方位α，计算的坐标即为相对勘探线坐标。计算出来的偏差（上下偏差和左右偏差）也就是相对勘探线平面的偏差。YHD1-1000随钻测量系统中采用的相对勘探线坐标系和一般教科书上介绍的不完全相同，为了和煤矿现有的习惯一致，我们规定Z轴负向垂直指向地心。这个坐标系可以用左手螺旋来表示，伸开左手,大拇指和其余四指垂直，且在同一平面内，四指指向勘探线方位（X轴），把四指顺时针旋转90°，指的方向就是钻孔轨迹的左右偏差（Y轴）。大拇指所指的是钻孔轨迹上下偏差（Z轴），也就是钻

7、孔垂深。常用术语：孔深：钻孔轨迹上某点的孔深是孔口到该点的钻孔轴线长度，也就是探管钻进的长度。坐标深度（X轴）：它是钻孔轴线轨迹上的测量点向水平面投影后再向X轴投影所得到的长度，也称为水平位移。左右偏差（Y轴）：它是钻孔轴线轨迹上的测量点向水平面投影后再向Y轴投影所得到的长度。上下偏差（Z轴）：也称为钻孔垂深，它是钻孔轴线轨迹上的测量点相对于开孔点（孔口）的垂直深度。设置勘探线实际上就是为钻孔轨迹成图提供的一个坐标系，勘探线的设计一般是由技术人员通过现场实地踏勘、或查看矿区地质图后，依据钻孔的类型、井下地形条件或巷道走向来确定。如果钻孔钻进的方向

8、和开孔的方位一致，一般称为直孔，可以取开孔方位θ等于勘探线方位α，这时钻孔钻进的方向就是勘探线方位，也就是X轴。如图（a）所示。如果钻孔