[实用新型]激光导向钻孔系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及工程钻孔施工领域，更具体的说，它涉及一种激光导向钻孔系统。

背景技术

定向钻机是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(各种管道、电缆等)的一种施工机械，它广泛应用于供水、排水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设施工中，它适用于沙土、粘土、卵石及岩石等地况，我国大部分非硬岩地区都可施工。工作环境温度为-30℃~+45℃。水平定向钻进技术是将石油工业的定向钻进技术和传统的管线施工方法结合在一起的一项施工新技术，它具有施工速度快、施工精度高、成本低等优点，广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线铺设施工工程中。定向钻进设备，在十几年间也获得了飞速发展，成为发达国家中新兴的产业。目前其发展趋势正朝着大型化和微型化、适应硬岩作业、自备式锚固系统、钻杆自动堆放与提取、钻杆连接自动润滑、防触电系统等自动化作业功能、超深度导向监控、应用范围广等特征发展。该种设备一般适用于管径φ300~φ1200mm的钢管、PE管、水泥管等，最大铺管长度可达2500m，适应于软土到硬岩多种土壤条件，应用前景广阔。

在非开挖定向顶管施工中,为了控制入土点和出土点的偏移精度，传统的施工方法是通过钻头里带有导向探棒,通过探棒发射红外线,传导到地面的导向仪接受器,从而来检测到地下钻头的走向。该传统方法，由于红外线在传递过程中受到环境的干扰比较大，导致信号的传递误差较大，不能满足地下污水顶管施工中,对控制精度在5公分以内的工程需求。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种控制精度更加准确的激光导向钻孔系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种激光导向钻孔系统，包括钻机、钻杆组件、钻头组件、激光发射装置、摄像装置和显示装置，所述钻机包括带有中心通孔的动力头，所述钻杆组件连接于所述动力头的前端，所述钻头组件与所述钻杆组件的另一端连接，且所述钻头组件内设置有用于接受激光发射装置发射出的激光的激光靶装置，所述激光发射装置和摄像装置设置于所述动力头的后端且所述激光发射装置发射的激光直射于激光靶装置上并通过所述摄像装置捕捉而显示于所述显示装置。

通过采用上述技术方案，在进行径向钻孔施工时，激光发射装置沿预设施工轨迹发射出激光线，激光线沿钻机动力头内的中心通道、双壁或单壁钻杆的内孔达到钻头组件内的激光靶装置，激光线照射在激光靶装置的中心位置，可通过摄像装置捕捉并传输到显示装置中。在施工过程中，当钻头行走轨迹偏离预设的施工轨迹时，则激光线会照射在偏离激光靶装置的中心位置，通过摄像装置和显示装置反馈给操作者，然后，操作者通过导向钻头的前斜掌面在钻头不旋转给进时，斜掌面所受反作用力的原理，可调整钻头行走轨迹回复到预设行走轨迹。这样可保证工程施工所要求的轨迹精度。由于激光发射装置发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行，所以其在激光靶装置的定位非常准确，大大提高了径向钻孔施工的控制精度。

较佳的，所述激光靶装置包括用于坐标显向的LED标靶和用于给所述LED标靶供电的供电组件。

通过采用上述技术方案，LED标靶在钻头组件内的黑暗环境中可以提供照明，使得激光照射在LED标靶上能够清晰可见激光在LED标靶上的位置，并且根据激光在LED标靶上的位置从而确定钻头组件在地下的朝向。

较佳的，所述LED标靶包括标靶盘和设置于标靶盘上的若干LED灯，若干LED灯在标靶盘上排布形成钟表布局。

通过采用上述技术方案，LED灯在标靶盘上形成钟表布局能够直观的表现出各个方位，其直观性强，便于操作者迅速反应，从而能够迅速调节钻头组件的钻孔走向。

较佳的，所述钻杆组件包括若干双壁钻杆，所述钻头组件包括双壁钻头，所述双壁钻杆和双壁钻头均包括有用于通水的通水腔和用于供激光通过的激光通道腔。

通过采用上述技术方案，使得钻杆组件和钻头组件内均能够通水和通过激光，通水的作用是使得钻头组件在钻孔的时候将土质软化，更加有利于钻头组件的掘进，并且还能起到降温的作用。