井深測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種井深測(cè)量裝置，包括光脈沖生成裝置、計(jì)數(shù)電路和校準(zhǔn)電路，與所述計(jì)數(shù)電路相連，用于從所述光脈沖生成裝置接收光脈沖，并根據(jù)控制指示調(diào)整所述光脈沖的數(shù)量，形成計(jì)數(shù)脈沖輸出給所述計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)。本發(fā)明提供的井深測(cè)量裝置通過(guò)校準(zhǔn)電路的校準(zhǔn)，提高了井深測(cè)量的精確度；同時(shí)，延長(zhǎng)主動(dòng)輪和電纜的使用壽命，降低資源消耗。
【專利說(shuō)明】井深測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種井深測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]采礦業(yè)中地面瓦斯抽排鉆孔工程造價(jià)高，施工難度大，技術(shù)要求高，為確保高質(zhì)量地完成鉆孔成孔任務(wù)，精確的測(cè)井深度是關(guān)鍵之一，例如，固管的深度、二路套管花管的位置和掏穴鉆孔段的質(zhì)量等等。這就要求物探隊(duì)提供高質(zhì)量的鉆孔測(cè)井深度。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中采用如圖1所示結(jié)構(gòu)測(cè)井深度。圖1所示的結(jié)構(gòu)中，包括主動(dòng)輪11、光電碼盤小齒輪12、兩個(gè)導(dǎo)向輪14。電纜13經(jīng)過(guò)導(dǎo)向輪14與主動(dòng)輪11接觸，在電纜13的拉動(dòng)過(guò)程中會(huì)帶動(dòng)主動(dòng)輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，而主動(dòng)輪11的轉(zhuǎn)動(dòng)又會(huì)帶動(dòng)光電碼盤小齒輪12轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)輪11周長(zhǎng)為0.5米，主動(dòng)輪11每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，光電碼盤小齒輪12轉(zhuǎn)動(dòng)10圈，光電碼盤小齒輪12為光柵，每圈產(chǎn)生500個(gè)光脈沖，這樣測(cè)井電纜13每行走I米，主動(dòng)輪11轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈，光電碼盤小齒輪12轉(zhuǎn)動(dòng)20圈，產(chǎn)生10000個(gè)光脈沖，即每個(gè)光脈沖代表0.0001米。井深測(cè)量裝置一般包括光信號(hào)放大電路和計(jì)數(shù)電路，光信號(hào)放大電路用于將脈沖信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形等處理，以便后續(xù)由計(jì)數(shù)電路對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)度值。光脈沖經(jīng)過(guò)100分頻后進(jìn)入計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到實(shí)際的測(cè)井深度。
[0004]采用現(xiàn)有技術(shù)測(cè)井深度時(shí)，電纜13與主動(dòng)輪11相對(duì)滾動(dòng)摩擦運(yùn)動(dòng)，由于電纜13長(zhǎng)時(shí)間的摩擦作用，主動(dòng)輪11的直徑因磨損會(huì)變小，電纜13長(zhǎng)期使用，直徑也會(huì)變小，從而通過(guò)I米長(zhǎng)的電纜時(shí)會(huì)產(chǎn)生多于I萬(wàn)個(gè)的光脈沖，當(dāng)鉆井深度較大時(shí)，累積起來(lái)的誤差是不容忽視的，有時(shí)會(huì)達(dá)2-3米，從而超過(guò)測(cè)井規(guī)程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種井深測(cè)量裝置，用于解決采用現(xiàn)有技術(shù)測(cè)井深度時(shí)由于摩擦造成的測(cè)量誤差超標(biāo)問(wèn)題，提高井深測(cè)量的精確度。
[0006]本發(fā)明提供一種井深測(cè)量裝置，包括光脈沖生成裝置、計(jì)數(shù)電路和校準(zhǔn)電路，所述校準(zhǔn)電路與所述計(jì)數(shù)電路相連，用于從所述光脈沖生成裝置接收光脈沖，并根據(jù)控制指示調(diào)整所述光脈沖的數(shù)量，形成計(jì)數(shù)脈沖輸出給所述計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供的井深測(cè)量裝置通過(guò)校準(zhǔn)電路的校準(zhǔn)，提高了井深測(cè)量的精確度；同時(shí)，延長(zhǎng)主動(dòng)輪和電纜的使用壽命，降低資源消耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為現(xiàn)有技術(shù)井深測(cè)量裝置中光脈沖生成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明井深測(cè)量裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3為本發(fā)明井深測(cè)量裝置實(shí)施例一中校準(zhǔn)電路原理圖；
[0011]圖4為本發(fā)明井深測(cè)量裝置實(shí)施例一中調(diào)整開關(guān)的結(jié)構(gòu)示例圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例一
[0013]圖2為本發(fā)明井深測(cè)量裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該測(cè)量裝置包括校準(zhǔn)電路20、光脈沖生成裝置21和計(jì)數(shù)電路22，校準(zhǔn)電路20連接在光脈沖生成裝置21和計(jì)數(shù)電路22之間。
[0014]其中，校準(zhǔn)電路20用于從21光脈沖生成裝置接收光脈沖，并根據(jù)控制指示調(diào)整該光脈沖的數(shù)量，形成計(jì)數(shù)脈沖輸出給計(jì)數(shù)電路22進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0015]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，光脈沖生成裝置21可以采用如圖1所示的結(jié)構(gòu)。
[0016]圖3為本發(fā)明井深測(cè)量裝置實(shí)施例一中校準(zhǔn)電路原理圖。如圖3所示，該校準(zhǔn)電路包括:分頻器31、調(diào)整開關(guān)32和合路單元33，其中:
[0017]分頻器31，用于將光脈沖分頻輸出至少兩路具有不同頻率的分頻脈沖，且用于將光脈沖分頻輸出調(diào)整脈沖；調(diào)整開關(guān)32，用于根據(jù)開關(guān)控制輸出對(duì)應(yīng)數(shù)量的調(diào)整脈沖；合路單元33，用于從至少兩路分頻脈沖中選擇一路分頻脈沖，與調(diào)整脈沖進(jìn)行疊加，從分頻脈沖中增加或減少調(diào)整脈沖的數(shù)量，并輸出至所述計(jì)數(shù)電路。
[0018]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在具體的實(shí)施過(guò)程選中，分頻器31可以采用二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器，用于將其輸入信號(hào)進(jìn)行分頻，如圖3所示，光脈沖經(jīng)第四與非門反相后，作為分頻器31的輸入信號(hào)，由分頻器31對(duì)該輸入信號(hào)進(jìn)行分頻，例如，分頻器31包括12個(gè)引腳，分別為Ql至Q12，其中，引腳Ql的輸出為將輸入信號(hào)進(jìn)行二分頻，依次類推，引腳Q12的輸出為將輸入信號(hào)進(jìn)行十二分頻。
[0019]進(jìn)一步地，調(diào)整開關(guān)32包括第一開關(guān)器件321和第二開關(guān)器件322，其中，至少兩個(gè)第一開關(guān)器件321分別與分頻器31的至少兩路分頻脈沖一一相連，用于選擇輸出一路分頻脈沖；第二開關(guān)器件322分別與調(diào)整脈沖一一相連，用于選擇輸出至少一路調(diào)整脈沖。
[0020]在具體的實(shí)施過(guò)程選中，調(diào)整開關(guān)32可以為一鉛筆開關(guān)組，共8組，如圖4所示，其中，第一開關(guān)至第四開關(guān)作為第一開關(guān)器件321，分別與分頻器31的四路分頻脈沖一一相連，用于選擇輸出一路分頻脈沖；第五開關(guān)至第八開關(guān)作為第二開關(guān)器件322，分別與調(diào)整脈沖一一相連，用于選擇輸出至少一路調(diào)整脈沖。
[0021]同時(shí)參考圖3和圖4，調(diào)整開關(guān)32的引腳I?4短接，表示分頻脈沖，即被減的脈沖基數(shù)，例如，引腳I代表4096，引腳2代表2048，引腳3代表1024，引腳4代表512 ;調(diào)整開關(guān)32的引腳5?8，表示調(diào)整脈沖，即需要減去的脈沖個(gè)數(shù)，例如，引腳5代表調(diào)整脈沖為1，引腳6代表調(diào)整脈沖為2，引腳7代表調(diào)整脈沖為4，引腳8代表調(diào)整脈沖為8，其中，引腳5?8任意選幾位，表示被選位置上所代表的值進(jìn)行假發(fā)運(yùn)算，即為減掉的脈沖個(gè)數(shù)。
[0022]更進(jìn)一步地，合路單元33包括:第一與非門331、第二與非門332、第三與非門333、第四與非門334和第五與非門335，其中:
[0023]第一與非門331，各輸入端分別與調(diào)整開關(guān)32的第二開關(guān)器件322相連，用于將至少一路調(diào)整脈沖合并；第二與非門332和第三與非門333，第二與非門332的一個(gè)輸入端與第一與非門331的輸出端相連，第三與非門333的一個(gè)輸入端與各第一開關(guān)器件321相連，第二與非門332和第三與非門333各自的另一個(gè)輸入端分別與對(duì)方的輸出端相連；第四與非門334,用于輸入光脈沖進(jìn)行反相處理；第五與非門335,兩個(gè)輸入端與第四與非門334的輸出端連接，另兩個(gè)輸入端與第二與非門332的輸出端連接，用于獲取通過(guò)調(diào)整脈沖調(diào)整后的分頻脈沖。
[0024]井測(cè)裝置工作時(shí)，若第一開關(guān)處于接通狀態(tài)，其余開關(guān)處于斷開狀態(tài)，即表示測(cè)井深度值正常；若第三開關(guān)和第六開關(guān)處于接通狀態(tài)，其余開關(guān)處于斷開狀態(tài)，則表示在1024個(gè)分頻脈沖中減去去掉2個(gè)調(diào)整脈沖，此時(shí)，若同時(shí)接通第五開關(guān)，則表示在1024個(gè)分頻脈沖中減去3個(gè)調(diào)整脈沖，在無(wú)信號(hào)時(shí)，第三與非門333中與各第一開關(guān)器件321相連的輸入端無(wú)信號(hào)輸入，此時(shí)，第三與非門333的輸出為“1”，則第二與非門332導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谝慌c非門331輸出為“I”期間，第二與非門332的輸出端為“0”，無(wú)脈沖輸出，即該時(shí)間的光脈沖被去掉，第五與非門335的輸出為在光脈沖中減去2個(gè)調(diào)整脈沖的信號(hào)。其它情況依次類推計(jì)算后撥通相應(yīng)開關(guān)。
[0025]進(jìn)一步地，所述裝置還可以包括:計(jì)數(shù)方向調(diào)整單元34，用于接收所述調(diào)整后的分頻脈沖，且用于接收與所述光脈沖對(duì)應(yīng)的方向標(biāo)識(shí)脈沖，根據(jù)所述調(diào)整后的分頻脈沖和所述方向標(biāo)識(shí)脈沖向計(jì)數(shù)電路輸出計(jì)數(shù)脈沖和方向標(biāo)識(shí)電平。
[0026]更進(jìn)一步地，計(jì)數(shù)方向調(diào)整單元34可以包括:第六與非門341、第七與非門342、第八與非門343、第九與非門344和第十與非門345，其中:
[0027]第六與非門341和第七與非門342,第六與非門341的兩個(gè)輸入端與第五與非門335的輸出端連接，用于接收所述調(diào)整后的分頻脈沖，并對(duì)其進(jìn)行反相處理，第七與非門342的兩個(gè)輸入端與第六與非門341的輸出端連接；第八與非門343，用于接收與光脈沖對(duì)應(yīng)的方向標(biāo)識(shí)脈沖；第九與非門344和第十與非門345，第九與非門344和第十與非門345各自的一個(gè)輸入端與第八與非門343的輸出端相連，第九與非門344和第十與非門345各自的另一個(gè)輸入端與第七與非門342的輸出端相連，分別用于向計(jì)數(shù)電路輸出計(jì)數(shù)脈沖和方向標(biāo)識(shí)電平。
[0028]在如圖3所示的結(jié)構(gòu)中，若方向標(biāo)識(shí)脈沖的相位超前光脈沖相位90°時(shí)，第十與非門345的輸出為高電平，即方向標(biāo)識(shí)電平為高電平，第九與非門344的輸出為計(jì)數(shù)脈沖，此時(shí)，計(jì)數(shù)電路采用加法計(jì)數(shù)，即井深測(cè)量裝置的電纜的長(zhǎng)度在拉長(zhǎng)；若方向標(biāo)識(shí)脈沖的相位滯后光脈沖相位90°時(shí)，第十與非門345的輸出為計(jì)數(shù)脈沖,第九與非門344的輸出為方向標(biāo)識(shí)電平，此時(shí)，計(jì)數(shù)電路采用減法計(jì)數(shù)，即井深測(cè)量裝置的電纜的長(zhǎng)度在縮短。
[0029]需要說(shuō)明的是，該校準(zhǔn)電路中還包括電阻和電容，這些電容和電阻作為保護(hù)器件，防止電路中各器件因高電平被損壞，在具體的實(shí)施過(guò)程中，各電阻和電容的大小按實(shí)際需求設(shè)定。其中，合路單元33中包括電阻HmR6和R7,電容CpCdP C3，本實(shí)施例中，優(yōu)選VRyR3和R4的電阻值相等，均為20千歐姆；R5、R6和R7的電阻值相等，均為51千歐姆K1X2和C3的電容值相等，均為510皮法。計(jì)數(shù)方向調(diào)整單元34中包括電阻R8和R9,電容C4和C5,本實(shí)施例中，優(yōu)選R8和R9的電阻值相等，均為51千歐姆;C4和C5的電容值相等，均為200皮法。
[0030]本發(fā)明通過(guò)校準(zhǔn)電路調(diào)整光脈沖生成裝置生成的光脈沖的數(shù)量，得到計(jì)數(shù)脈沖并輸出給計(jì)數(shù)電路進(jìn)行技術(shù)，從而提高了井深測(cè)量的精確度；同時(shí)，由于井深測(cè)量的精確度的提高，在測(cè)井規(guī)程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，相對(duì)延長(zhǎng)主動(dòng)輪和電纜的使用壽命，避免了為確保測(cè)井質(zhì)量而頻繁地更換主動(dòng)輪和電纜，降低人力、物力和財(cái)力等資源的消耗。
[0031]實(shí)施例二[0032]本實(shí)施例中，光脈沖生成裝置采用如圖1所示的裝置；校準(zhǔn)電路采用如圖3所示的電路，將所需的電子器件排列在電路板上，用細(xì)導(dǎo)線連結(jié)焊接好，而后接入電源和信號(hào)，確認(rèn)無(wú)誤后即可。在該井深測(cè)量裝置開始工作前，首先進(jìn)行零位校準(zhǔn)，過(guò)程實(shí)施如下:
[0033]1、用手撥動(dòng)主動(dòng)輪20圈，S卩10米長(zhǎng)度，如果此時(shí)計(jì)數(shù)電路面板顯示的變化數(shù)為
9.97或9.98，證明此電路設(shè)計(jì)無(wú)誤。
[0034]2、在空曠平整的地面上，精確測(cè)量井深測(cè)量裝置的電纜100米的長(zhǎng)度，兩端做上標(biāo)記，模擬實(shí)際井深測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，由計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)，如果計(jì)數(shù)實(shí)際大于100米，例如，100.2米，即100米相差0.2米，以此類推，當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度為1000米時(shí)，測(cè)量值與實(shí)際值相差2米，按相近的比例選擇1002: 2?1024: 2，首先進(jìn)行校正，這時(shí)需要將第三開關(guān)和第六開關(guān)接通，即代表1024個(gè)分頻脈沖中減去2個(gè)調(diào)整脈沖；然后，拉伸電纜，重新由計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)，若此時(shí)測(cè)量值為100米，則校準(zhǔn)完成。實(shí)際操作中，采用該井深測(cè)量裝置簡(jiǎn)便易行，且測(cè)量精確度高。
[0035]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種井深測(cè)量裝置，包括光脈沖生成裝置和計(jì)數(shù)電路，其特征在于，還包括: 校準(zhǔn)電路，與所述計(jì)數(shù)電路相連，用于從所述光脈沖生成裝置接收光脈沖，并根據(jù)控制指示調(diào)整所述光脈沖的數(shù)量，形成計(jì)數(shù)脈沖輸出給所述計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述校準(zhǔn)電路包括: 分頻器，用于將所述光脈沖分頻輸出至少兩路具有不同頻率的分頻脈沖，且用于將所述光脈沖分頻輸出調(diào)整脈沖； 調(diào)整開關(guān)，用于根據(jù)開關(guān)控制輸出對(duì)應(yīng)數(shù)量的調(diào)整脈沖； 合路單元，用于從至少兩路分頻脈沖中選擇一路分頻脈沖，與所述調(diào)整脈沖進(jìn)行疊加，從所述分頻脈沖中增加或減少所述調(diào)整脈沖的數(shù)量，并輸出至所述計(jì)數(shù)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)整開關(guān)包括第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件，其中，至少兩個(gè)第一開關(guān)器件分別與分頻器的至少兩路分頻脈沖一一相連，用于選擇輸出一路分頻脈沖；第二開關(guān)器件分別與調(diào)整脈沖一一相連，用于選擇輸出至少一路調(diào)整脈沖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述合路單元包括: 第一與非門，各輸入端分別與調(diào)整開關(guān)的第二開關(guān)器件相連，用于將至少一路調(diào)整脈沖合并； 第二與非門和第三與非門，所述第二與非門的一個(gè)輸入端與所述第一與非門的輸出端相連，所述第三與非門的一個(gè)輸入端與各所述第一開關(guān)器件相連，所述第二與非門和所述第三與非門各自的另一個(gè)輸入端分別與對(duì)方的輸出端相連； 第四與非門，用于輸入光脈沖進(jìn)行反相處理； 第五與非門，兩個(gè)輸入端與所述第四與非門的輸出端連接，另兩個(gè)輸入端與所述第二與非門的輸出端連接，用于獲取通過(guò)調(diào)整脈沖調(diào)整后的分頻脈沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括: 計(jì)數(shù)方向調(diào)整單元，用于接收所述調(diào)整后的分頻脈沖，且用于接收與所述光脈沖對(duì)應(yīng)的方向標(biāo)識(shí)脈沖，根據(jù)所述調(diào)整后的分頻脈沖和所述方向標(biāo)識(shí)脈沖向計(jì)數(shù)電路輸出計(jì)數(shù)脈沖和方向標(biāo)識(shí)電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)數(shù)方向調(diào)整單元包括: 第六與非門和第七與非門，所述第六與非門的兩個(gè)輸入端與所述第五與非門的輸出端連接，用于接收所述調(diào)整后的分頻脈沖，并對(duì)其進(jìn)行反相處理，第七與非門的兩個(gè)輸入端與所述第六與非門的輸出端連接； 第八與非門，用于接收與所述光脈沖對(duì)應(yīng)的方向標(biāo)識(shí)脈沖； 第九與非門和第十與非門，所述第九與非門和所述第十與非門各自的一個(gè)輸入端與所述第八與非門的輸出端相連，所述第九與非門和所述第十與非門各自的另一個(gè)輸入端與所述第七與非門的輸出端相連，分別用于向計(jì)數(shù)電路輸出計(jì)數(shù)脈沖和方向標(biāo)識(shí)電平。
【文檔編號(hào)】E21B47/04GK103452545SQ201310370102
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】張黎, 左秀梅, 趙俊峰, 童碧, 丁同福, 向繼波, 芮學(xué)來(lái), 賈少平 申請(qǐng)人:淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司