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申请/专利权人：中煤科工集团西安研究院有限公司

摘要：本发明公开一种煤矿钻孔深度测量短节，包括测量短节外管，所述测量短节外管内设置有数据采集单元、微控制单元、存储单元、无线通信单元、时钟同步单元和供电单元，测量短节外管内套装有无磁钻杆，当钻机加压时，与无磁钻杆连接的压力开关闭合，数据采集单元开始采集数据；当钻机泄压时，压力开关打开，数据采集单元停止采集数据。本发明还公开了一种钻孔深度确定方法，远端服务器对接收到的每根钻杆对应的多组采集数据进行处理得到每根钻杆对应的轴向钻进位移和轴向钻进速度，然后，对得到的每根钻杆对应的轴向钻进位移进行判定得到每根钻杆的对应钻进深度，最后，每根钻杆的对应钻进深度进行累加得到钻孔深度。

主权项：1.一种钻孔深度确定方法，其特征在于，该方法通过煤矿钻孔深度测量短节实现，所述煤矿钻孔深度测量短节包括测量短节外管（1），所述测量短节外管（1）内设置有数据采集单元（2）、微控制单元（3）、存储单元（4）、无线通信单元（5）、时钟同步单元（6）和供电单元（7）；所述数据采集单元与（2）微控制单元（3）相连，用于采集钻进数据并将采集到的数据传送给微控制单元（3），所述数据采集单元（2）包括用于测量三轴加速度的三轴加速度传感器（21）、用于测量地磁分量的三轴地磁场传感器（22）、用于测量三轴角速度的三轴陀螺（23）；所述存储单元（4）用于存储微控制单元发送的采集数据，并将存储的数据发送给微控制单元（3）；所述微控制单元（3）可分别与数据采集单元（2）、存储单元（4）、无线通信单元（5）和时钟同步单元（6）进行通讯，用于控制存储单元（4）进行数据存储以及接收存储单元（4）发送的数据，还用于为数据采集单元（2）同步时间和下发参数命令；所述供电单元（7）用于为所述的数据采集单元（2）、微控制单元（3）、存储单元（4）、无线通信单元（5）和时钟同步单元（6）供电；所述无线通信单元（5）可与微控制单元（3）进行通讯，用于将接收到的数据传送给远端服务器（8），并接收远端服务器（8）下发的参数命令传送给微控制单元（3）；所述方法包括以下步骤：步骤1、通过无线通信单元连接数据采集单元、存储单元、微控制单元和压力传感器，采集单元、存储单元、微控制单元和压力传感器进行同步计时；步骤2、将煤矿钻孔深度测量短节装入无磁钻杆中随钻钻进，钻进过程中，每加一根钻杆，煤矿钻孔深度测量短节对应采集和存储多组测量数据，所述测量数据包括轴向钻进三轴加速度、地磁分量和三轴角速度；压力传感器按照预定的时间间隔采集钻机水压，并将采集到的钻机水压传送给远端服务器进行存储，远端服务器还同时存储钻机水压采集时间；步骤3、钻孔成孔后，远端服务器对接收到的每根钻杆对应的多组采集数据进行处理得到每根钻杆对应的轴向钻进位移和轴向钻进速度，然后，对得到的每根钻杆对应的轴向钻进位移进行判定得到每根钻杆的对应钻进深度，最后，每根钻杆的对应钻进深度进行累加得到钻孔深度；步骤3具体包括以下子步骤：步骤3.1、远端服务器对接收到的多组采集数据进行预处理，得到多组预处理后的数据；所述预处理后的数据包括预处理后的磁场分量、预处理后的三轴加速度和预处理后的三轴角速度；步骤3.2、以预处理后的磁场分量和预处理后的三轴加速度对预处理后的三轴角速度进行修正，得到修正后的三轴角速度；步骤3.3、以修正后的三轴角速度更新姿态旋转矩阵；根据得到的更新后的姿态旋转矩阵和采集得到的地理坐标系下的重力加速度，确定仪器坐标系下的y轴重力加速度，进而得到去除y轴重力加速度后的y轴线加速度，然后对得到的y轴线加速度进行滑动窗口滤波处理，得到滤波后；步骤3.4、对滤波后进行离散域的积分运算，得到每根钻杆对应的轴向钻进位移和轴向钻进速度；步骤3.5、按照以下条件，确定每根钻杆的对应钻进深度，具体包括：若满足以下条件，则将钻杆的长度作为每根钻杆的对应钻进深度：若不满足以下条件，则以步骤3.4得到的每根钻杆对应的轴向钻进位移作为每根钻杆的钻进深度； 式中，为每根钻杆对应的轴向钻进位移，单位为m；为每根钻杆轴向钻进位移的最小阈值，单位为m，为每根钻杆轴向钻进位移的最大阈值，单位为m；为钻机水压持续时间，单位为min；tzmin为每根钻杆钻进时间的最小阈值，单位为min，tzmax为每根钻杆钻进时间的最大阈值，单位为min；压力传感器采集到的钻机水压，单位为Mpa；为钻机水压的最小阈值，单位为Mpa，且0Mpa＜Pmin＜4Mpa；步骤3.6、对每根钻杆的对应钻进深度进行累加得到钻孔深度。

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