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申请/专利权人：广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司

摘要：本发明提供了一种监测钻机在钻探过程中地层变化的装置及方法，所述装置包括至少两条长度和性能指标均相同的弹簧，设置于每条弹簧端部的拉力传感器，用于记录并处理拉力传感器所测得的弹簧拉力数据的数据终端，用于接收所述数据终端所记录的弹簧拉力数据留作备案的服务端，所述方法通过将连续数据转换成力学变化曲线来与相应地层类别进行匹配，即力学变化曲线的斜率能有效表示不同深度地层的钻进速度而确定地层属性，力学变化曲线的斜率变化能有效确定岩土交界面的深度，将弹簧拉力数据及时发送至服务端进行备份，能有效监管操作人员芯样摆放的造假问题，保证勘察成果的真实性和准确度。

主权项：1.一种监测钻机在钻探过程中地层变化的方法，其特征在于，采用如下装置：包括至少两条长度和性能指标均相同的弹簧，用于将所述弹簧固定于钻机上的固定器，设置于每条弹簧端部的拉力传感器，所述拉力传感器位于弹簧端部与所述固定器之间，以及用于记录并处理拉力传感器所测得的弹簧拉力数据的数据终端，用于接收所述数据终端所记录的弹簧拉力数据留作备案的服务端；所述数据终端，包括以下模块：数据存储模块，用于接收并存储拉力传感器所测得的弹簧拉力数据，以记录弹簧所受拉力随时间变化的连续数据；数据传输模块，用于将所述弹簧拉力数据直接发送至服务端留作备案；弹簧与所述钻机的钻杆柱相平行，并绕所述钻杆柱旋转对称分布；弹簧的顶端通过固定器固定于钻机的水龙头，底端通过固定器固定于钻机的液压系统顶部；在每一钻进回次开始前，弹簧处于拉伸状态；所述方法包括如下步骤：步骤一，在钻机开始第一个钻进回次时，将钻杆柱升至最高，打开弹簧两端的力学传感器，并采集弹簧拉力数据；步骤二，钻机开始第一回次的钻探，力学传感器记录一回次钻进初始时间，待所述一回次钻探停止时，力学传感器暂停记录弹簧拉力数据，并记录一回次钻进终止时间；步骤三，将弹簧拉力复位至上一回次终止时的拉力传感器所记录的弹簧拉力数据，然后进行第N回次的钻探，力学传感器记录N回次钻进初始时间，并采集弹簧拉力数据，待所述第N回次的钻探停止时，记录N回次钻进终止时间；步骤四，重复步骤三直至完成钻探并终孔，数据终端接收并记录所有弹簧拉力数据并发送至服务端；步骤五，对所述数据存储模块中的连续数据进行处理，并绘制力学变化曲线，对多个回次钻探的弹簧拉力数据曲线进行连接拟合，以及将所述力学变化曲线与相应地层类别进行匹配，通过力学变化曲线的斜率有效表示不同深度地层的钻进速度而确定地层属性，通过力学变化曲线的斜率变化有效确定岩土交界面的深度。

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