[发明专利]一种水下钻具姿态检测系统

说明书

本发明公开一种水下钻具姿态检测系统，其包括掘进机构、设置在地面上的用于提放掘进机构的动力提升机构及用于控制上述各个机构运行的操作控制系统，掘进机构包括掘进机架，掘进机架外端部与固装在竖井井壁上的滑槽式抗扭矩装置滑动导向配合，主驱动装置安装在掘进机架中部上，主驱动装置连接于位于掘进机架下方的钻臂上，钻臂上安装的至少两个副驱动装置均连接有与位于钻臂下方的钻具；掘进机架上水平安装有两个倾角传感器，钻臂上均布有若干个第一位置传感器，钻具上均布有若干个第二位置传感器，上述的倾角传感器、第一位置传感器、第二位置传感器均与操作控制系统连接。本发明灵敏度高，功率损耗极小，抗干扰性强，能很好的满足现场使用要求。

技术领域

本发明涉及竖井掘进施工机械设备技术领域，尤其是涉及一种水下钻具姿态检测系统。

背景技术

随着国民经济的发展，近年来城市轨道交通建设和城市地下管廊建设发展迅猛。在地下工程建造，比如盾构始发接受竖井、采矿竖井、隧道通风竖井、地下防御工事竖井、地下停车场、矿山巷道、交通隧道等地下工程建设中，为了保证施工的顺利进行，需要开凿用于运输物资及通风的竖井。竖井的上端连通地面，竖井的下端连通巷道或者隧道。竖井掘进是由地面垂直向下挖掘竖井(又称立井)的施工过程。目前的竖向地下空间施工中，传统竖井钻机采用全断面刀盘施工，刀盘结构复杂、重量大，在施工中往往出现刀盘不能始终保持水平姿态而导致的掘进轨迹偏移，为不断纠正掘进轨迹，耗费大量的人力物力和财力，而最终效果并不理想。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种灵敏度高、抗干扰性强的水下钻具姿态检测系统。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种水下钻具姿态检测系统，其包括掘进机构和设置在地面上的用于提放掘进机构的动力提升机构以及用于控制上述各个机构运行的操作控制系统；所述的掘进机构包括掘进机架、钻臂、用于带动钻臂作旋转运动的主驱动装置、钻具、带动钻具作旋转运动的副驱动装置，掘进机架外端部与固定安装在竖井井壁上的滑槽式抗扭矩装置滑动导向配合，主驱动装置安装在掘进机架上且位于掘进机架中部，主驱动装置连接于位于掘进机架下方的钻臂中部，钻臂上安装至少两个副驱动装置，每个副驱动装置连接有位于钻臂下方的钻具；所述掘进机架上水平安装有两个倾角传感器，钻臂上均布有若干个第一位置传感器，钻具上均布有若干个第二位置传感器，上述的倾角传感器、第一位置传感器、第二位置传感器均与操作控制系统连接。

所述的水下钻具姿态检测系统，其掘进机架为多臂式掘进机架，包括中间架、边梁、卡块和导向轮，中间架的外侧面间隔均匀拆卸式连接有若干个呈放射状布置的边梁，且每相邻边梁之间的夹角均相同，若干个边梁的末端均固定有卡块，卡块外侧面安装有导向轮。

进一步地，所述两个倾角传感器均布在掘进机架的边梁上。

所述的水下钻具姿态检测系统，其钻具包括刀盘和刀具，刀盘由连接环和三个辐条支臂组成，三个辐条支臂沿连接环中心在连接环外圆周面上呈放射状均匀分布，每个辐条支臂底面外边缘处安装有一个刀具，或沿辐条支臂长度方向安装有两个及以上刀具且其中一个刀具位于辐条支臂底面外边缘处。

所述的水下钻具姿态检测系统，其钻具的三个辐条支臂上均安装有第二位置传感器。

所述的水下钻具姿态检测系统，其动力提升机构包括多台同步绞车系统，在地面上沿竖井圆周方向分布，与掘进机架上多个提吊位置一一对应，多个提吊位置分别布置有动滑轮；同步绞车系统由同步绞车、钢丝绳和转向架组成，设置在同步绞车一侧的转向架上安装有两个定滑轮，钢丝绳一端缠绕在同步绞车的滚筒上，另一端依次绕过两个定滑轮后与竖井掘进机上相应位置处的动滑轮连接，在滚筒的一侧设有为滚筒提供动力的电机；所述转向架上的定滑轮位置安装有速度传感器，钢丝绳固定段安装有拉力传感器。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：