[实用新型]一种采用预埋多组传感器的导向钻孔装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种应用在钻孔施工中的导向钻孔装置。

背景技术

目前采用的一般导向钻孔(定向钻孔)方法为：使用锲形钻头，钻头内装有特制的倾角传感器（也叫定位传感器），倾角传感器通过有线或无线连接孔外的导向仪，导向仪显示钻头的倾角、工具角等参数。钻进过程中，如果需要调整钻进方向，可先将钻头锲形板大斜面旋转到调向目标方向的对面，然后不旋转钻杆直接顶进，钻头锲形板大斜面受力合力方向为调向目标方向，钻头轨迹向目标方向移动。概括的说，就是一般导向钻孔是通过调整与钻杆相连的钻头锲形板的朝向和受力来控制钻进方向，使钻头的钻进轨迹接近设计轨迹的。但是，这种导向钻孔(定向钻孔)方法导向距离较短，导向精度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用预埋多组传感器的导向钻孔装置，要解决传统的导向钻孔装置导向距离短、导向精度低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种采用预埋多组传感器的导向钻孔装置，包括有钻机和导向仪，所述钻机的钻头中装有信号发生器，信号发生器内置有倾角传感器，其特征在于：还包括预埋在隧道轮廓内的至少一根传感器安放管和轴向间隔设置在传感器安放管中的一组信号传感器，所述信号传感器通过信号线与导向仪相连，并且信号传感器上设置有可感应到信号发生器发出的信号的场强大小的信号传感器线圈。

所述隧道轮廓内可预埋有两根传感器安放管。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：本实用新型涉及了一种简单的用量测信号场强E（磁场总强度）来计算信号发生器到传感器安放管的距离H，并由此确定钻头位置装置，具有导向距离长、导向精度高的特点。

本实用新型的主要应用场合：1、水平旋喷施工；本实用新型可实现精确定位，并且量测精度与打钻长度无关，因此能使水平旋喷桩咬合质量大大提高，施工中结合钻杆内排泥和压力测量手段，使一次性施工长度达到50米以上成为可能，导向距离非常长。2、长距离管棚施工；长距离管棚施工由于外插角较大，存在侵限或超挖问题，采用本实用新型可让这个问题得以解决，并且可能实现初支与管棚成为整体。3、垂直精确钻孔施工；本实用新型让超深度精确钻孔成为可能，可应用于超深基坑封水帷幕，煤矿的竖井或斜井的超前加固。

本实用新型采用了系列固定点信号接收，解决了地面跟踪导向问题。

本实用新型不仅能用角度计算钻头位置，还可直接定位，定位精度与打钻长度无关。

本实用新型解决了大埋深隧道的高效钻孔测量问题。

本实用新型多点同时测量，有平均效应，弥补局部干扰，精度高。

本实用新型大幅节省了测量时间，全面提升了工程量测工作效率。

本实用新型可实现钻孔远程施工控制和监督。

本实用新型是针对隧道超前支护（如水平旋喷方法）需要在同一掌子面上大量高精度的钻孔的特点而设计的。本实用新型参考了地面跟踪导向方法原理，将地面跟踪测量改为地下系列固定点连续测量，将地面多位置定位改为多传感器同时测量定位。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构布置示意图。

图2是确定钻头位置的示意图。

附图标记：1－隧道轮廓、2－传感器安放管、3－信号传感器、4－钻头、5－信号发生器、6－倾角传感器、7－信号线、8－导向仪。

具体实施方式

实施例参见图1、图2所示，采用预埋多组传感器的导向钻孔装置包括有钻机和导向仪8，所述钻机的钻头中装有信号发生器5，信号发生器5内置有倾角传感器6。所述导向仪8由市场上采购获得，比如美国DCI公司的月蚀导向仪，或者北京首尔工程技术有限公司的SE-DY102A导向仪。

采用预埋多组传感器的导向钻孔装置还包括预埋在隧道轮廓1内的两根传感器安放管2和轴向间隔设置在每根传感器安放管中的一组信号传感器3（即阵列信号传感器），所述信号传感器3通过信号线7与导向仪8相连，并且信号传感器3上设置有可感应到信号发生器5发出的信号的场强大小的信号传感器线圈，换句话是，就是信号传感器3上的信号传感器线圈能测得一定频率的电磁场三分量（三正交线圈，分别测量电磁场的三个分量）。

作为最优选的实施例，本实施例采用两组信号传感器2，两组信号传感器可以起矫正最终结果的作用。在其它实施例中，也可以采用三组或更多组信号传感器2，可以使结果更精确。作为特例，还可以只利用一组信号传感器2，利用一组信号传感器2测量信号发生器5到传感器安放管2的距离H，在不要太高精度的短距离钻孔施工时是一种有效选择。