长螺旋钻机的测深方法、测深装置及测深设备与流程

本发明涉及计算机控制技术领域，具体涉及一种长螺旋钻机的测深方法、测深装置及测深设备。

背景技术：

传统的钻探机主卷扬与钻杆直接相连，只需要获得主卷扬收/放绳长即可获得钻孔实时深度；而长螺旋钻机主卷扬与动力头相连，并不与钻杆直接相连，采用原旋挖钻机测深方法无法获得长螺旋实时钻孔深度，并且在长螺旋钻机不同工作状况下采用人工测量耗时费力，主观因素导致误差大，因此如何实现满足长螺旋钻机不同工作状况下的实时深度的准确显示，对提高机手操作准确性，提高钻孔成桩质量具有重要的应用价值。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种长螺旋钻机的测深方法、测深装置及测深设备，解决现有技术中人工测量耗时费力，主观因素导致误差大的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供长螺旋钻机的测深方法，所述长螺旋钻机的总钻杆由主卷扬机和加长钻杆构成，所述加长钻杆上设置有多个加压台，所述加压台与钻杆上的固定装置配合调节所述总钻杆的长度，所述方法包括如下步骤：获取所述长螺旋钻机的当前工作加压台、上一工作加压台、所述主卷扬机的当前探测深度以及上一探测深度；根据所述当前探测深度和所述上一探测深度确定所述长螺旋钻机的动力头的运动方向；根据所述主卷扬机的当前工作加压台与所述上一工作加压台间的距离，确定目标深度补偿值；基于所述运动方向，利用所述目标深度补偿值对所述主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度。

本发明提供的一种长螺旋钻机的测深方法，通过主卷扬机的当前探测深度和上一探测深度确定长螺旋钻机的动力头的运动方向，基于运动方向，利用目标深度补偿值对所述主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到长螺旋钻机的当前探测深度；适用于安装单一长螺旋钻杆或不同长度加长钻杆的测深准确测量，保证了测量结果的可信度与准确性，实现长螺旋钻机不同工作状况下的实时深度的准确显示，提高机手操作准确性。

在一实施例中，所述获取所述主卷扬机的当前探测深度，包括：接收操作信号，所述操作信号用于表示所述长螺旋钻机的当前工作状态为加压台切换模式；当所述长螺旋钻机的的当前工作状态为加压台切换模式时，获取所述主卷扬机的采样脉冲值；基于采样脉冲值与探测深度之间的关系计算所述主卷扬机的当前探测深度。

本发明提供的一种长螺旋钻机的测深方法，通过采样脉冲值确定主卷扬机的当前探测深度，保证主卷扬机的当前探测深度测量的准确性。

在一实施例中，所述根据所述主卷扬机的当前探测深度和所述上一探测深度确定所述长螺旋钻机的动力头的运动方向，包括：当所述主卷扬机的当前探测深度大于所述上一探测深度时，确定所述长螺旋钻机的动力头的运动方向为下放方向；当所述主卷扬机的当前探测深度小于所述上一探测深度时，确定所述长螺旋钻机的动力头的运动方向为上提方向。

在一实施例中，所述基于所述运动方向，利用所述目标深度补偿值对所述主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度，包括：当所述动力头的运动方向为下放方向时，将所述主卷扬机的当前探测深度累加所述目标深度补偿值，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度。

在一实施例中，所述基于所述运动方向，利用所述目标深度补偿值对所述主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度，还包括：当所述动力头的运动方向为上提方向时，将所述主卷扬机的当前探测深度递减所述目标深度补偿值，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度。

在一实施例中，在所述获取所述长螺旋钻机的当前工作加压台之前，本实施例提供的长螺旋钻机的测深方法，还包括：判断主卷扬机的当前探测深度是否等于当前工作加压台和上一工作加压台之间的预设距离；当主卷扬机的当前探测深度等于当前工作加压台和上一工作加压台之间的预设距离时，获取当前工作加压台。

在一实施例中，本实施例提供的长螺旋钻机的测深方法，还包括：当主卷扬机的当前探测深度不等于当前工作加压台和上一工作加压台之间的预设距离时，发出提示信息，用于提醒用户未找到当前工作加压台，并继续接收操作信号。

第二方面，本发明实施例提供了长螺旋钻机的测深装置，所述长螺旋钻机的总钻杆由主卷扬机和加长钻杆构成，所述加长钻杆上设置有多个加压台，所述加压台与钻杆上的固定装置配合调节所述总钻杆的长度，所述装置包括：获取模块，用于获取所述长螺旋钻机的当前工作加压台、上一工作加压台、所述主卷扬机的当前探测深度以及上一探测深度；第一处理模块，用于根据所述主卷扬机的当前探测深度和所述上一探测深度确定所述长螺旋钻机的动力头的运动方向；第二处理模块，用于根据所述当前工作加压台与所述上一工作加压台间的距离，确定目标深度补偿值；第三处理模块，用于基于所述运动方向，利用所述目标深度补偿值对所述主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现本发明第一方面及任意一种可选方式所述的长螺旋钻机的测深方法。

本发明实施例提供了一种测深设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本发明第一方面及任意一种可选方式所述的长螺旋钻机的测深方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的长螺旋钻机的测深方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例提供的长螺旋钻机的测深方法的另一个具体示例的流程图；

图3为本发明实施例提供的长螺旋钻机的测深装置的功能模块组成图；

图4为本发明实施例提供的电子设备一个具体示例的组成图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在实际应用中，传统的旋挖钻机主卷扬与钻杆直接相连，只需要获得主卷扬收/放绳长即可获得钻孔实时深度；而长螺旋钻机主卷扬与动力头相连，并不与钻杆直接相连，采用原旋挖钻机测深控制方法无法获得长螺旋实时钻孔深度，长螺旋钻机的总钻杆由主卷扬机和加长钻杆构成，加长钻杆上设置有多个加压台，其中加压台与钻杆上的固定装置配合调节总钻杆的长度。

因此，本发明实施例提供一种长螺旋钻机的测深方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤s1：获取长螺旋钻机的当前工作加压台、上一工作加压台、主卷扬机的当前探测深度以及上一探测深度。

本发明实施例中，在长螺旋钻机的操作手柄上设置有操作按钮，当监测到操作信号时，表示此时动力头在寻找工作加压台(将工作加压台进行切换)，当动力头找到当前工作加压台后，首先获取长螺旋钻机的当前工作加压台、上一工作加压台、主卷扬机的当前探测深度以及上一探测深度。其中获取上述数据可以通过系统中的数据采集功能获取，也可以通过增加外部设备确定采集数据，本实施例并不以此为限。

步骤s2：根据主卷扬机的当前探测深度和上一探测深度确定长螺旋钻机的动力头的运动方向。利用获取得到的主卷扬机的当前探测深度和上一探测深度确定长螺旋钻机的动力头的运动方向，其中动力头的运动方向包括下放方向和上提方向，下放方向是继续探测更深的深度，上提方向是将动力头往上移动测量上方的深度。此步骤具体内容将在下文详细阐述。

步骤s3：根据当前工作加压台与上一工作加压台间的距离，确定目标深度补偿值。其中，确定了当前工作加压台和上一工作加压台间后，利用各个工作加压台的距离确定长螺旋钻机探测深度的目标深度补偿值，通过目标深度补偿值(即当前工作加压台和上一工作加压台间之间的距离)对当前当前探测深度进行补偿，确定长螺旋钻机的当前探测深度。

步骤s4：基于运动方向，利用目标深度补偿值对主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到长螺旋钻机的当前探测深度。通过上述确定的运动方向可以确定目标深度补偿值的补偿方式，然后计算目标深度补偿值与主卷扬机的当前探测深度，确定长螺旋钻机的当前探测深度。

本发明提供的长螺旋钻机的测深方法，通过主卷扬机的当前探测深度和上一探测深度确定长螺旋钻机的动力头的运动方向，基于运动方向，利用目标深度补偿值对主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到长螺旋钻机的当前探测深度；适用于安装单一长螺旋钻杆或不同长度加长钻杆的测深准确测量，保证了测量结果的可信度与准确性。

在一具体实施例中，上述步骤s1，获取主卷扬机的当前探测深度，如图2所示，还包括如下步骤：

步骤s11：接收操作信号。本发明实施例中，操作信号用于表示长螺旋钻机的当前工作状态为加压台切换模式，默认状态下的时候长螺旋钻机的当前工作状态就是通过主卷扬机的当前探测深度进行表示，只有在操作手柄上设置的操作按钮触动的时候就可以接收操作信号。其中操作信号可以是通过检测设备确定的信号。

步骤s12：当长螺旋钻机的的当前工作状态为加压台切换模式时，获取主卷扬机的采样脉冲值。通过主卷扬机的编码器采集主卷扬机钢丝绳的收放量，获取编码器的采样脉冲。需要说明的是，在实际应用中还可以选择其他装置，只要能实现采集主卷扬机钢丝绳的收放量即可。

在实际应用中，可以通过在长螺旋钻机上设置机载电脑，通过在机载电脑的显示屏上将动力头的图标颜色进行改变，用于提醒用户长螺旋钻机的的当前工作状态，例如当动力头图标颜色由红色变为绿色，表示动力头正在寻找钻杆的工作加压台，直到找到工作加压台后停止触动操作手柄上的操作按钮，然后将动力头图标由绿色变为红色，并在显示器上弹出待用户确认的提示框，提示“是否确认已找到加压台”，按下“确认”后，代表已经找到当前工作加压台，进行深度探测即可。

步骤s13：基于采样脉冲值与探测深度之间的关系计算主卷扬机的当前探测深度。当采样脉冲值确定后，可以通过采样脉冲的总数量确定主卷扬机钢丝绳的收放长度，在由主卷扬机的卷筒的外径，即可计算主卷扬机的当前探测深度。

在一具体实施例中，上述步骤s2，还包括如下步骤：

步骤s21：当主卷扬机的当前探测深度大于上一探测深度时，确定长螺旋钻机的动力头的运动方向为下放方向。

本发明实施例中，通过对比主卷扬机的当前探测深度与上一探测深度判断长螺旋钻机的动力头的运动方向，当主卷扬机的当前探测深度大于上一探测深度时，确定长螺旋钻机的动力头的运动方向为下放方向，则计算长螺旋钻机的探测深度时，需要加上目标深度补偿值。

步骤s22：当主卷扬机的当前探测深度小于上一探测深度时，确定长螺旋钻机的动力头的运动方向为上提方向。

在一具体实施例中，上述步骤s4，还包括如下步骤：

步骤s41：当动力头的运动方向为下放方向时，将主卷扬机的当前探测深度累加目标深度补偿值，得到长螺旋钻机的当前探测深度。在确认动力头的运动方向为下放方向时，将主卷扬机的当前探测深度加上目标深度补偿值，得到长螺旋钻机的当前探测深度，其中目标补偿值即为两个工作加压台的距离，需要说明的是，工作加压台的距离可以根据加长杆的不同进行调整，本实施例并不以此为限。

步骤s42：当动力头的运动方向为上提方向时，将主卷扬机的当前探测深度递减目标深度补偿值，得到长螺旋钻机的当前探测深度。在确认动力头的运动方向为上提方向时，将主卷扬机的当前探测深度减去目标深度补偿值，得到长螺旋钻机的当前探测深度。

具体地，在获取长螺旋钻机的当前工作加压台之前，本实施例提供的长螺旋钻机的测深方法，还包括：

步骤s5：判断主卷扬机的当前探测深度是否等于当前工作加压台和上一工作加压台之间的预设距离。如果此时停止了对工作加压台的寻找，则首先判断主卷扬机的当前探测深度是否达到了预设距离，判断此时是进行探测深度计算，还是重新启动并接收操作信号。

步骤s6：当主卷扬机的当前探测深度等于当前工作加压台和上一工作加压台之间的预设距离时，获取当前工作加压台。

步骤s7：当主卷扬机的当前探测深度不等于当前工作加压台和上一工作加压台之间的预设距离时，发出提示信息，用于提醒用户未找到当前工作加压台，并继续接收操作信号。

本发明提供的长螺旋钻机的测深方法，通过主卷扬机的当前探测深度和上一探测深度确定长螺旋钻机的动力头的运动方向，基于运动方向，利用目标深度补偿值对主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到长螺旋钻机的当前探测深度；适用于安装单一长螺旋钻杆或不同长度加长钻杆的测深准确测量，保证了测量结果的可信度与准确性。

本发明实施例提供一种长螺旋钻机的测深装置，长螺旋钻机的总钻杆由主卷扬机和加长钻杆构成，加长钻杆上设置有多个加压台，加压台与钻杆上的固定装置配合调节总钻杆的长度，如图3所示，包括：

获取模块1，用于获取长螺旋钻机的当前工作加压台、上一工作加压台、主卷扬机的当前探测深度以及上一探测深度；此模块执行上述步骤s1所描述的方法，在此不再赘述。

第一处理模块2，用于根据主卷扬机的当前探测深度和上一探测深度确定长螺旋钻机的动力头的运动方向；此模块执行上述步骤s2所描述的方法，在此不再赘述。

第二处理模块3，用于根据当前工作加压台与上一工作加压台间的距离，确定目标深度补偿值；此模块执行上述步骤s3所描述的方法，在此不再赘述。

第三处理模块4，用于基于运动方向，利用目标深度补偿值对主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到长螺旋钻机的当前探测深度；此模块执行上述步骤s4所描述的方法，在此不再赘述。

具体地，本发明实施例提供的长螺旋钻机的测深装置还可以包括：显示模块以及报警器：

其中显示模块用于显示动力头的工作状态，保证操作人员能实时确认动力头的状态，保证工作效率。其中报警器可以设置在动力头到达临界值时给出响应信号，提醒操作人员注意，保证操作的准确性。

本发明提供的长螺旋钻机的测深装置，通过主卷扬机的当前探测深度和上一探测深度确定长螺旋钻机的动力头的运动方向，基于运动方向，利用目标深度补偿值对主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到长螺旋钻机的当前探测深度；适用于安装单一长螺旋钻杆或不同长度加长钻杆的测深准确测量，保证了测量结果的可信度与准确性。

本发明实施例还提供了一种测深设备，如图4所示，该测深设备可以包括处理器901和存储器902，其中处理器901和存储器902可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

处理器901可以为中央处理器(centralprocessingunit，cpu)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法。

存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法。

上述电子设备具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器(flashmemory)、硬盘(harddiskdrive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类存储器的组合。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种长螺旋钻机的测深方法，所述长螺旋钻机的总钻杆由主卷扬机和加长钻杆构成，所述加长钻杆上设置有多个加压台，所述加压台与钻杆上的固定装置配合调节所述总钻杆的长度，其特征在于，所述方法包括：

获取所述长螺旋钻机的当前工作加压台、上一工作加压台、所述主卷扬机的当前探测深度以及上一探测深度；

根据所述主卷扬机的当前探测深度和所述上一探测深度确定所述长螺旋钻机的动力头的运动方向；

根据所述当前工作加压台与所述上一工作加压台间的距离，确定目标深度补偿值；

基于所述运动方向，利用所述目标深度补偿值对所述主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述主卷扬机的当前探测深度，包括：

接收操作信号，所述操作信号用于表示所述长螺旋钻机的当前工作状态为加压台切换模式；

当所述长螺旋钻机的的当前工作状态为加压台切换模式时，获取所述主卷扬机的采样脉冲值；

基于采样脉冲值与探测深度之间的关系计算所述主卷扬机的当前探测深度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述主卷扬机的当前探测深度和所述上一探测深度确定所述长螺旋钻机的动力头的运动方向，包括：

当所述主卷扬机的当前探测深度大于所述上一探测深度时，确定所述长螺旋钻机的动力头的运动方向为下放方向；

当所述主卷扬机的当前探测深度小于所述上一探测深度时，确定所述长螺旋钻机的动力头的运动方向为上提方向。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述运动方向，利用所述目标深度补偿值对所述主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度，包括：

当所述动力头的运动方向为下放方向时，将所述主卷扬机的当前探测深度累加所述目标深度补偿值，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述运动方向，利用所述目标深度补偿值对所述主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度，还包括：

当所述动力头的运动方向为上提方向时，将所述主卷扬机的当前探测深度递减所述目标深度补偿值，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述获取所述长螺旋钻机的当前工作加压台之前，所述方法还包括：

判断主卷扬机的当前探测深度是否等于当前工作加压台和上一工作加压台之间的预设距离；

当主卷扬机的当前探测深度等于当前工作加压台和上一工作加压台之间的预设距离时，获取当前工作加压台。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

当主卷扬机的当前探测深度不等于当前工作加压台和上一工作加压台之间的预设距离时，发出提示信息，用于提醒用户未找到当前工作加压台，并继续接收操作信号。

8.一种长螺旋钻机的测深装置，所述长螺旋钻机的总钻杆由主卷扬机和加长钻杆构成，所述加长钻杆上设置有多个加压台，所述加压台与钻杆上的固定装置配合调节所述总钻杆的长度，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述长螺旋钻机的当前工作加压台、上一工作加压台、所述主卷扬机的当前探测深度以及上一探测深度；

第一处理模块，用于根据所述主卷扬机的当前探测深度和所述上一探测深度确定所述长螺旋钻机的动力头的运动方向；

第二处理模块，用于根据所述当前工作加压台与所述上一工作加压台间的距离，确定目标深度补偿值；

第三处理模块，用于基于所述运动方向，利用所述目标深度补偿值对所述主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到所述长螺旋钻机的当前探测深度。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种测深设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结

本发明公开了一种长螺旋钻机的测深方法、测深装置及测深设备，该方法包括：获取长螺旋钻机的当前工作加压台、上一工作加压台、主卷扬机的当前探测深度以及上一探测深度；根据主卷扬机的当前探测深度和上一探测深度确定长螺旋钻机的动力头的运动方向；根据当前工作加压台与上一工作加压台间的距离，确定目标深度补偿值；基于运动方向，利用目标深度补偿值对主卷扬机的当前探测深度进行补偿，得到长螺旋钻机的当前探测深度。本发明适用于安装单一长螺旋钻杆或不同长度加长钻杆的测深准确测量，保证了测量结果的可信度与准确性，实现长螺旋钻机不同工作状况下的实时深度的准确显示，提高机手操作准确性。

技术研发人员：刘伟;孙博;刘振岳

受保护的技术使用者：北京三一智造科技有限公司

技术研发日：2021.01.18

技术公布日：2021.05.11