一种实时测量钻探进尺的装置
技术领域
本实用新型是一种实时测量钻探进尺的装置，属于钻探深度测量技术领域。
背景技术
在钻探深度测量方面，固体矿产行业尚没有便捷有效的手段和方法来对钻孔深度进行测量和实时监控。现有最普遍的方法是将所有钻具提升至地表，累计计算钻具总长度的形式来确定钻孔孔深，该方法费时、费力，无法做到钻进过程中的实时监控，而且测量过程对每个钻杆丈量长度，累加得出总长度，多次测量容易产生累计误差的现象。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种实时测量钻探进尺的装置，包括与钻机连接的弹性固定基座以及实时测量装置两部分，弹性固定基座设有三个固定支点，实时测量装置与固定底座通过连接杆连接，所述实时测量装置包括发光模块、CMOS感光芯片、数字信号处理系统、测量装置外壳、测量装置与测量表面软接触滚轮和透镜组，所述发光模块与CMOS感光芯片位于测量表面的一侧，设于测量装置外壳内；所述CMOS感光芯片与数字信号处理系统相连接，所述发光模块与CMOS感光芯片前面均设有透镜组；测量装置上设有软接触滚轮用于与测量表面接触。
优选地，所述连接杆与固定基座之间的连接为弹性连接，保证实时测量装置与测量表面紧密贴合。
优选地，固定基座与地表固定物相连，不随钻杆上下及圆周运动而改变状态。
优选地，固定基座为开口式设计，便于根据工作需要随时拆卸安装。
优选地，实时测量装置与连接杆之间的连接为不固定式，能在测量过程中变换角度，以保证与测量表面的贴合状态。
优选地，所述接触滚轮可为单向滚轮或者万向滚轮，最佳设置为无固定轴的球形滚轮。
本实用新型钻孔深度实时测量系统，在钻进过程中无间断采集钻杆在运动过程中的影像，通过计算连续影像间的共同特征点位移，计算它们之间的距离，将距离转换为x、y坐标，达到测量钻孔深度的目的。其设计合理，方便实用，操作简单，便于安装实施，测试数据精确，大幅度减轻野外人员劳动强度，又避免了无法实施监控而产生的弄虚作假现象，可广泛用于钻探行业。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
图1是弹性固定基座的俯视图。
图2是弹性固定基座的侧视图。
图3是本实用新型实施例的实时测量钻探进尺的装置的结构示意图。
图4是相邻帧影像信号对比示意图。
图中，1-测量表面，2-实时测量装置，3-连接杆，4-固定底座，5-发光模块，6-CMOS感光芯片，7-数字信号处理系统，8-测量装置外壳，9-测量装置与测量表面软接触滚轮，10-测量表面，11-透镜组，箭头为发射光线与反射光线的方向与路线。
具体实施方式
如图1-3所示，本实用新型公开了一种实时测量钻探进尺的装置
实时测量钻探进尺装置的设计目的是为固体钻探实时提供深度测量数据。
测量装置包括与钻机连接的弹性固定基座以及实时测量装置两部分。
一、弹性固定基座
根据配套钻机的机械结构设计，其作用是将实时测量装置固定在钻机夹持器下方，装置为弹性结构形式，防止在实际钻进过程中钻杆异常运动将装置造成硬损伤，并且能保证装置与钻进的钻杆紧密贴合，以防钻杆与实时测量装置接触不佳导致计数不全。
因钻杆外形呈圆柱形，为防止钻杆与固定基座接触不良或接触异常，弹性固定基座设计有三个固定支点，成三足鼎立形式，三点形成力学关系能保证三个点均与钻杆保持紧密贴合的状态。
1-测量表面，2-实时测量装置，3-连接杆，4-固定底座
(1)3-连接杆与4-固定基座之间的连接为弹性连接，保证实时测量装置与测量表面紧密贴合。
(2)4-固定基座与地表固定物(如孔口套管，钻机平台)相连，不随钻杆上下及圆周运动而改变状态；
(3)4-固定基座为开口式设计，便于根据工作需要随时拆卸安装。
(4)2-实时测量装置与3-连接杆之间的连接为不固定式，能在测量过程中变换角度，以保证与测量表面的贴合状态。
二、实时测量装置
测量装置为测量的实施与计算装置。
5-发光模块(可使用LED光源或者激光光源)，6-CMOS感光芯片，7-数字信号处理系统(DSP)，8-测量装置外壳，9-测量装置与测量表面软接触滚轮，10-测量表面，11-透镜组，箭头为发射光线与反射光线的方向与路线。
图3中的9-接触滚轮可为单向滚轮或者万向滚轮，最佳设置为无固定轴的球形滚轮。
实时测量装置在工作时，通过内部的发光模块发出光线照射测量表面(钻杆)，表面反射回一部分光线经光学透镜传到CMOS感光芯片上，在CMOS感光芯片上形成影像并转换为矩阵电信号，信号传输到数字信号处理系统(DSP)，DSP将此影像信号作为样本帧与上一帧影像(参考帧)进行比较，通过对这些影像上特征点位置的变化进行分析，来判断测量表面的位移方向和移动距离。
如图4，第一帧特征点坐标为(x1，y1)，第二帧特征点坐标为(x2，y2)，经过计算：
x方向位移量Δx＝x2-x1；
y方向位移量Δy＝y2-y1；
其中x方向位移量为钻杆的旋转累计周长，y方向位移量为钻孔深度，DSP辅以时间计算功能，同时输出转速及进尺速度两个参数。
x＝钻杆的旋转累计周长
y＝钻孔深度
转速r＝Δx/πd/Δt
进尺速度v＝Δy/Δt
其中d为钻杆直径，Δt为时间采样率。
综上，此系统能同时获取4个钻探参数，分别为1-钻杆的旋转累计周长，2-钻孔深度，3-转速，4-进尺速度。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
