專利名稱：一種采用預埋多組傳感器的導向鉆孔裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用在鉆孔施工中的導向鉆孔裝置。
背景技術：
目前采用的一般導向鉆孔(定向鉆孔)方法為:使用鍥形鉆頭，鉆頭內裝有特制的傾角傳感器(也叫定位傳感器)，傾角傳感器通過有線或無線連接孔外的導向儀，導向儀顯示鉆頭的傾角、工具角等參數(shù)。鉆進過程中，如果需要調整鉆進方向，可先將鉆頭鍥形板大斜面旋轉到調向目標方向的對面，然后不旋轉鉆桿直接頂進，鉆頭鍥形板大斜面受力合力方向為調向目標方向，鉆頭軌跡向目標方向移動。概括的說，就是一般導向鉆孔是通過調整與鉆桿相連的鉆頭鍥形板的朝向和受力來控制鉆進方向，使鉆頭的鉆進軌跡接近設計軌跡的。但是，這種導向鉆孔(定向鉆孔)方法導向距離較短，導向精度較低。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種采用預埋多組傳感器的導向鉆孔裝置，要解決傳統(tǒng)的導向鉆孔裝置導向距離短、導向精度低的技術問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種采用預埋多組傳感器的導向鉆孔裝置，包括有鉆機和導向儀，所述鉆機的鉆頭中裝有信號發(fā)生器，信號發(fā)生器內置有傾角傳感器，其特征在于:還包括預埋在隧道輪廓內的至少一根傳感器安放管和軸向間隔設置在傳感器安放管中的一組信號傳感器，所述信號傳感器通過信號線與導向儀相連，并且信號傳感器上設置有可感應到信號發(fā)生器發(fā)出的信號的場強大小的信號傳感器線圈。所述隧道輪廓內可預埋有兩根傳感器安放管。與現(xiàn)有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果:本實用新型涉及了一種簡單的用量測信號場強E (磁場總強度)來計算信號發(fā)生器到傳感器安放管的距離H，并由此確定鉆頭位置裝置，具有導向距離長、導向精度高的特點。本實用新型的主要應用場合:1、水平旋噴施工；本實用新型可實現(xiàn)精確定位，并且量測精度與打鉆長度無關，因此能使水平旋噴樁咬合質量大大提高，施工中結合鉆桿內排泥和壓力測量手段，使一次性施工長度達到50米以上成為可能，導向距離非常長。2、長距離管棚施工；長距離管棚施工由于外插角較大，存在侵限或超挖問題，采用本實用新型可讓這個問題得以解決，并且可能實現(xiàn)初支與管棚成為整體。3、垂直精確鉆孔施工；本實用新型讓超深度精確鉆孔成為可能，可應用于超深基坑封水帷幕，煤礦的豎井或斜井的超前加固。本實用新型采用了系列固定點信號接收，解決了地面跟蹤導向問題。本實用新型不僅能用角度計算鉆頭位置，還可直接定位，定位精度與打鉆長度無關。本實用新型解決了大埋深隧道的高效鉆孔測量問題。本實用新型多點同時測量，有平均效應，彌補局部干擾，精度高。[0012]本實用新型大幅節(jié)省了測量時間，全面提升了工程量測工作效率。本實用新型可實現(xiàn)鉆孔遠程施工控制和監(jiān)督。本實用新型是針對隧道超前支護(如水平旋噴方法)需要在同一掌子面上大量高精度的鉆孔的特點而設計的。本實用新型參考了地面跟蹤導向方法原理，將地面跟蹤測量改為地下系列固定點連續(xù)測量，將地面多位置定位改為多傳感器同時測量定位。
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型的結構布置示意圖。圖2是確定鉆頭位置的示意圖。附圖標記:1 一隧道輪廓、2 —傳感器安放管、3 —信號傳感器、4 一鉆頭、5 —信號發(fā)生器、6 —傾角傳感器、7 —信號線、8 —導向儀。
具體實施方式
實施例參見
圖1、圖2所示，采用預埋多組傳感器的導向鉆孔裝置包括有鉆機和導向儀8，所述鉆機的鉆頭中裝有信號發(fā)生器5，信號發(fā)生器5內置有傾角傳感器6。所述導向儀8由市場上采購獲得，比如美國DCI公司的月蝕導向儀，或者北京首爾工程技術有限公司的SE-DY102A導向儀。采用預埋多組傳感器的導向鉆孔裝置還包括預埋在隧道輪廓I內的兩根傳感器安放管2和軸向間隔設置在每根傳感器安放管中的一組信號傳感器3(即陣列信號傳感器)，所述信號傳感器3通過信號線7與導向儀8相連，并且信號傳感器3上設置有可感應到信號發(fā)生器5發(fā)出的信號的場強大小的信號傳感器線圈，換句話是，就是信號傳感器3上的信號傳感器線圈能測得一定頻率的電磁場三分量(三正交線圈，分別測量電磁場的三個分量)。作為最優(yōu)選的實施例，本實施例采用兩組信號傳感器2，兩組信號傳感器可以起矯正最終結果的作用。在其它實施例中，也可以采用三組或更多組信號傳感器2，可以使結果更精確。作為特例，還可以只利用一組信號傳感器2，利用一組信號傳感器2測量信號發(fā)生器5到傳感器安放管2的距離H，在不要太高精度的短距離鉆孔施工時是一種有效選擇。參見
圖1、圖2所示，這種采用了采用預埋多組傳感器的導向鉆孔裝置的導向鉆孔方法，其步驟如下。步驟一、在隧道鉆孔施工前，在隧道輪廓I內預埋至少一根與隧道軸線平行的傳感器安放管2，傳感器安放管2中軸向間隔設置一組信號傳感器3 (即設置陣列信號傳感器)，并用信號線7將這組信號傳感器3與導向儀8相連。步驟二、鉆機就位，鉆機的鉆頭4中裝有與信號傳感器3無線信號連接的信號發(fā)生器5,信號發(fā)生器5內置有傾角傳感器6。步驟三、鉆機鉆孔，在鉆孔的過程中，傾角傳感器6采集角度信息，信號發(fā)生器5將采集到的角度信息調制成電磁波信號發(fā)送出去，每一個信號傳感器3均通過信號傳感器線圈接收該電磁波信號并解調該電磁波信號，由于各信號傳感器3與信號發(fā)生器5距離不同，因此它們接收到的電磁波信號的場強也不相同，每一個信號傳感器3均將接收和解調出來的信息傳給導向儀8，導向儀8根據(jù)公式
權利要求1.一種采用預埋多組傳感器的導向鉆孔裝置，包括有鉆機和導向儀(8)，所述鉆機的鉆頭中裝有信號發(fā)生器(5)，信號發(fā)生器(5)內置有傾角傳感器(6)，其特征在于:還包括預埋在隧道輪廓(I)內的至少一根傳感器安放管(2 )和軸向間隔設置在傳感器安放管中的一組信號傳感器(3)，所述信號傳感器(3)通過信號線(7)與導向儀(8)相連，并且信號傳感器(3)上設置有可感應到信號發(fā)生器(5)發(fā)出的信號的場強大小的信號傳感器線圈。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種采用預埋多組傳感器的導向鉆孔裝置，其特征在于:所述隧道輪廓(I)內預埋有兩根傳感器安放管(9)。
專利摘要一種采用預埋多組傳感器的導向鉆孔裝置,包括有鉆機和導向儀，所述鉆機的鉆頭中裝有信號發(fā)生器，信號發(fā)生器內置有傾角傳感器，還包括預埋在隧道輪廓內的至少一根傳感器安放管和軸向間隔設置在傳感器安放管中的一組信號傳感器，所述信號傳感器通過信號線與導向儀相連，并且信號傳感器上設置有可感應到信號發(fā)生器發(fā)出的信號的場強大小的信號傳感器線圈。本導向鉆孔裝置用量測信號場強來確定鉆頭位置，具有導向距離長、導向精度高的特點。
文檔編號E21B7/04GK203050505SQ20132006509
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權日2013年2月5日
發(fā)明者楊積凱, 聶政熊 申請人:北京首爾工程技術有限公司