CN112240198B - 一种水位测量钻孔深度的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水位测量钻孔深度的方法及其装置，其方法包括如下步骤：首次测量：测量岩土取样装置的高度，将该高度定义为h1；二次测量：利用泥浆泵将泥浆池内泥浆通过钻杆输送到孔内，并测量孔内泥浆面到地面的高度，将该高度定义为h3；仪器安装：将水位计和采集装置安装在钻杆上；本发明具备可帮助技术人员实时掌握现场作业情况和测量结果，实现实时监管的同时也减少了人为测量误差的优点，不仅解决了传统的测量方法为人工统计钻进的钻杆数量，这种方法增加技术人员的工作量，增加工作成本，影响劳动效率的问题，而且还解决了目前容易出现因工人疲劳而导致的人为误差，测量结果不准确的问题，且能实现测量的信息化，提高测量的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及工程监测技术领域，具体为一种水位测量钻孔深度的方法及其装置。
背景技术
钻机在进行操作时，需要对其钻孔的深度进行测量，现有的测量方法是通过检测钻机往复次数来确定钻入的钻杆数量，进而确定钻孔深度，但是这种测量方法存在钻机卡杆，即钻机正常往复而钻杆出现卡滞的情况，这时继续计数会影响实际钻孔深度统计，防止因现场监管不到位导致的弄虚作假行为，如多报、虚报米数，同时存在钻机正常往复而出现空转的情况，导致实际钻孔深度测量数据不准确。为此我们提出了一种可帮助技术人员实时掌握现场作业情况和测量结果，实现实时监管的同时也减少了人为测量误差的测量方法来解决此问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水位测量钻孔深度的方法及其装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水位测量钻孔深度的方法，其方法包括如下步骤：
(1)首次测量：测量岩土取样装置的高度，将该高度定义为h1；
(2)二次测量：利用泥浆泵将泥浆池内泥浆通过钻杆输送到孔内，并测量孔内泥浆面到地面的高度，将该高度定义为h3；
(3)仪器安装：将水位计和采集装置安装在钻杆上；
(4)数据采集：安装完毕后开始进行钻孔操作，在钻孔过程中，当水位计检测的压力值达到了预设的数值后，水位计开始采集数据，采集装置先将数据进行本地存储，之后提出钻杆；
(5)数据传输：当钻杆底端的采集装置到达地面后开始进行组网传输数据；
(6)数据计算：云平台将数据按照公式进行计算，以得到液体的高度，并将该高度定义为h2，再与h1、h3相加，即可得到钻孔深度值；
(7)数据展示：整个采集过程中，所有的数据、采集时间和最终结果均在云平台进行展示。
优选的，所述步骤(3)中，钻杆由多根副杆组装而成，且每根副杆的长度相同。
优选的，所述步骤(3)中，在对水位计和采集装置进行安装时，将它们安装在最下方钻杆的底端位置。
优选的，所述步骤(3)中，采集装置为一体化采集仪，且其兼备存储、供电和通讯功能。
优选的，所述步骤(4)中，下钻时即启动测量装置，当提出钻杆时，压力值小于预设的压力值后，采集装置停止采集数据。
优选的，所述步骤(5)中，在进行数据传输时，采用zigebee、lora或4g传输方式中的任意一种将数据传输至钻机云平台。
优选的，所述步骤(6)中，计算的公式为P＝ρgh，其中P为水位计检测的压力值，ρ为泥浆的密度，g为重力加速度，h为深度。
一种水位测量钻孔深度的装置，包括从动转杆和基站，所述从动转杆位于钻孔的内部，所述基站位于地面上，所述从动转杆的顶端固定安装有主动转杆，所述从动转杆的底端固定安装有采集装置，所述采集装置的底部固定安装有水位计，所述水位计的底部安装有岩土取样装置。
优选的，所述水位计的输出端与采集装置的输入端单向电连接，所述采集装置的输出端与基站之间信号连接。
优选的，所述基站信号连接有数据中心，且数据中心信号连接有钻机平台。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明具备可帮助技术人员实时掌握现场作业情况和测量结果，实现实时监管的同时也减少了人为测量误差的优点，不仅解决了传统的测量方法为人工统计钻进的钻杆数量，这种方法增加技术人员的工作量，增加工作成本，影响劳动效率的问题，而且还解决了目前容易出现因工人疲劳而导致的人为误差，测量结果不准确的问题，且能实现测量的信息化，提高测量的实时性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明***原理图。
图中：1、从动转杆；2、基站；3、主动转杆；4、采集装置；5、水位计；6、岩土取样装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示：一种水位测量钻孔深度的方法，其方法包括如下步骤：
(1)首次测量：测量岩土取样装置的高度，将该高度定义为h1；
(2)二次测量：利用泥浆泵将泥浆池内泥浆通过钻杆输送到孔内，并测量孔内泥浆面到地面的高度，将该高度定义为h3；
(3)仪器安装：将水位计和采集装置安装在钻杆上；
(4)数据采集：安装完毕后开始进行钻孔操作，在钻孔过程中，当水位计检测的压力值达到了预设的数值后，水位计开始采集数据，采集装置先将数据进行本地存储，之后提出钻杆；
(5)数据传输：当钻杆底端的采集装置到达地面后开始进行组网传输数据；
(6)数据计算：云平台将数据按照公式进行计算，以得到液体的高度，并将该高度定义为h2，再与h1、h3相加，即可得到钻孔深度值；
(7)数据展示：整个采集过程中，所有的数据、采集时间和最终结果均在云平台进行展示；
一种水位测量钻孔深度的装置，包括从动转杆1和基站2，从动转杆1位于钻孔的内部，基站2位于地面上，从动转杆1的顶端固定安装有主动转杆3，从动转杆1的底端固定安装有采集装置4，采集装置4的底部固定安装有水位计5，水位计5的底部安装有岩土取样装置6。
实施例一：
一种水位测量钻孔深度的方法，其方法包括如下步骤：
(1)首次测量：测量岩土取样装置的高度，将该高度定义为h1；
(2)二次测量：利用泥浆泵将泥浆池内泥浆通过钻杆输送到孔内，并测量孔内泥浆面到地面的高度，将该高度定义为h3；
(3)仪器安装：将水位计和采集装置安装在钻杆上；
(4)数据采集：安装完毕后开始进行钻孔操作，在钻孔过程中，当水位计检测的压力值达到了预设的数值后，水位计开始采集数据，采集装置先将数据进行本地存储，之后提出钻杆；
(5)数据传输：当钻杆底端的采集装置到达地面后开始进行组网传输数据；
(6)数据计算：云平台将数据按照公式进行计算，以得到液体的高度，并将该高度定义为h2，再与h1、h3相加，即可得到钻孔深度值；
(7)数据展示：整个采集过程中，所有的数据、采集时间和最终结果均在云平台进行展示；
一种水位测量钻孔深度的装置，包括从动转杆1和基站2，从动转杆1位于钻孔的内部，基站2位于地面上，从动转杆1的顶端固定安装有主动转杆3，从动转杆1的底端固定安装有采集装置4，采集装置4的底部固定安装有水位计5，水位计5的底部安装有岩土取样装置6，水位计5的输出端与采集装置4的输入端单向电连接，采集装置4的输出端与基站2之间信号连接，基站2信号连接有数据中心，且数据中心信号连接有钻机平台。
实施例二：
一种水位测量钻孔深度的方法，其方法包括如下步骤：
(1)首次测量：测量岩土取样装置的高度，将该高度定义为h1；
(2)二次测量：利用泥浆泵将泥浆池内泥浆通过钻杆输送到孔内，并测量孔内泥浆面到地面的高度，将该高度定义为h3；
(3)仪器安装：将水位计和采集装置安装在钻杆上，钻杆由多根副杆组装而成，且每根副杆的长度相同，在对水位计和采集装置进行安装时，将它们安装在最下方钻杆的底端位置，采集装置为一体化采集仪，且其兼备存储、供电和通讯功能；
(4)数据采集：安装完毕后开始进行钻孔操作，在钻孔过程中，当水位计检测的压力值达到了预设的数值后，水位计开始采集数据，采集装置先将数据进行本地存储，之后提出钻杆，下钻时即启动测量装置，当提出钻杆时，压力值小于预设的压力值后，采集装置停止采集数据；
(5)数据传输：当钻杆底端的采集装置到达地面后开始进行组网传输数据；
(6)数据计算：云平台将数据按照公式进行计算，以得到液体的高度，并将该高度定义为h2，再与h1、h3相加，即可得到钻孔深度值；
(7)数据展示：整个采集过程中，所有的数据、采集时间和最终结果均在云平台进行展示；
一种水位测量钻孔深度的装置，包括从动转杆1和基站2，从动转杆1位于钻孔的内部，基站2位于地面上，从动转杆1的顶端固定安装有主动转杆3，从动转杆1的底端固定安装有采集装置4，采集装置4的底部固定安装有水位计5，水位计5的底部安装有岩土取样装置6，水位计5的输出端与采集装置4的输入端单向电连接，采集装置4的输出端与基站2之间信号连接，基站2信号连接有数据中心，且数据中心信号连接有钻机平台。
实施例三：
一种水位测量钻孔深度的方法，其方法包括如下步骤：
(1)首次测量：测量岩土取样装置的高度，将该高度定义为h1；
(2)二次测量：利用泥浆泵将泥浆池内泥浆通过钻杆输送到孔内，并测量孔内泥浆面到地面的高度，将该高度定义为h3；
(3)仪器安装：将水位计和采集装置安装在钻杆上，钻杆由多根副杆组装而成，且每根副杆的长度相同，在对水位计和采集装置进行安装时，将它们安装在最下方钻杆的底端位置，采集装置为一体化采集仪，且其兼备存储、供电和通讯功能；
(4)数据采集：安装完毕后开始进行钻孔操作，在钻孔过程中，当水位计检测的压力值达到了预设的数值后，水位计开始采集数据，采集装置先将数据进行本地存储，之后提出钻杆，下钻时即启动测量装置，当提出钻杆时，压力值小于预设的压力值后，采集装置停止采集数据；
(5)数据传输：当钻杆底端的采集装置到达地面后开始进行组网传输数据，在进行数据传输时，采用zigebee、lora或4g传输方式中的任意一种将数据传输至钻机云平台；
(6)数据计算：云平台将数据按照公式进行计算，以得到液体的高度，并将该高度定义为h2，再与h1、h3相加，即可得到钻孔深度值，计算的公式为P＝ρgh，其中P为水位计检测的压力值，ρ为泥浆的密度，g为重力加速度，h为深度；
(7)数据展示：整个采集过程中，所有的数据、采集时间和最终结果均在云平台进行展示；
一种水位测量钻孔深度的装置，包括从动转杆1和基站2，从动转杆1位于钻孔的内部，基站2位于地面上，从动转杆1的顶端固定安装有主动转杆3，从动转杆1的底端固定安装有采集装置4，采集装置4的底部固定安装有水位计5，水位计5的底部安装有岩土取样装置6，水位计5的输出端与采集装置4的输入端单向电连接，采集装置4的输出端与基站2之间信号连接，基站2信号连接有数据中心，且数据中心信号连接有钻机平台。
本发明具备可帮助技术人员实时掌握现场作业情况和测量结果，实现实时监管的同时也减少了人为测量误差的优点，不仅解决了传统的测量方法为人工统计钻进的钻杆数量，这种方法增加技术人员的工作量，增加工作成本，影响劳动效率的问题，而且还解决了目前容易出现因工人疲劳而导致的人为误差，测量结果不准确的问题，且能实现测量的信息化，提高测量的实时性，而且设置好压力触发值，当压力值达到预设的数值后，才开始采集压力值，减少设备功耗，用水位计和采集仪将测量出的压力值，在非水下的环境进行无线传输，上传至云平台，通过云平台的计算，将最终结果值展示在PC端或者手机端，让技术人员实时掌握现场作业情况和测量结果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种水位测量钻孔深度的方法，其特征在于：其方法包括如下步骤：
(1)首次测量：测量岩土取样装置的高度，将该高度定义为h1；
(2)二次测量：利用泥浆泵将泥浆池内泥浆通过钻杆输送到孔内，并测量孔内泥浆面到地面的高度，将该高度定义为h3；
(3)仪器安装：将水位计和采集装置安装在钻杆上；
(4)数据采集：安装完毕后开始进行钻孔操作，在钻孔过程中，当水位计检测的压力值达到了预设的数值后，水位计开始采集数据，采集装置先将数据进行本地存储，之后提出钻杆；
(5)数据传输：当钻杆底端的采集装置到达地面后开始进行组网传输数据；
(6)数据计算：云平台将数据按照公式进行计算，以得到液体的高度，并将该高度定义为h2，再与h1、h3相加，即可得到钻孔深度值；
(7)数据展示：整个采集过程中，所有的数据、采集时间和最终结果均在云平台进行展示。
2.根据权利要求1所述的一种水位测量钻孔深度的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，钻杆由多根副杆组装而成，且每根副杆的长度相同。
3.根据权利要求1所述的一种水位测量钻孔深度的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，在对水位计和采集装置进行安装时，将它们安装在最下方钻杆的底端位置。
4.根据权利要求1所述的一种水位测量钻孔深度的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，采集装置为一体化采集仪，且其兼备存储、供电和通讯功能。
5.根据权利要求1所述的一种水位测量钻孔深度的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，下钻时即启动测量装置，当提出钻杆时，水位计检测的压力值小于预设的压力值后，采集装置停止采集数据。
6.根据权利要求1所述的一种水位测量钻孔深度的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，在进行数据传输时，采用zigebee、lora或4g传输方式中的任意一种将数据传输至钻机云平台。
7.根据权利要求1所述的一种水位测量钻孔深度的方法，其特征在于：所述(6)中，计算的公式为P＝ρgh，其中P为水位计检测的压力值，ρ为泥浆的密度，g为重力加速度，h为深度。
8.根据权利要求1所述的一种水位测量钻孔深度的方法，其特征在于，该方法使用一种水位测量钻孔深度的装置，包括从动转杆(1)和基站(2)，所述从动转杆(1)位于钻孔的内部，所述基站(2)位于地面上，所述从动转杆(1)的顶端固定安装有主动转杆(3)，所述从动转杆(1)的底端固定安装有采集装置(4)，所述采集装置(4)的底部固定安装有水位计(5)，所述水位计(5)的底部安装有岩土取样装置(6)。
9.根据权利要求8所述的一种水位测量钻孔深度的方法，其特征在于：所述水位计(5)的输出端与采集装置(4)的输入端单向电连接，所述采集装置(4)的输出端与基站(2)之间信号连接。
10.根据权利要求8所述的一种水位测量钻孔深度的方法，其特征在于：所述基站(2)信号连接有数据中心，且数据中心信号连接有钻机平台。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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