一種非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，包括地下檢測(cè)發(fā)射單元和地面接收單元，所述地下檢測(cè)發(fā)射單元整體為一圓柱狀的短節(jié)，其前端通過(guò)螺紋連接固定在鉆桿上，其后端通過(guò)螺紋連接固定在擴(kuò)孔鉆頭上，鉆桿通過(guò)短節(jié)將軸壓和扭矩傳遞到擴(kuò)孔鉆頭，為擴(kuò)孔鉆頭提供擴(kuò)張動(dòng)力。地下檢測(cè)發(fā)射單元用于檢測(cè)泥漿壓力、鉆桿拉力、鉆具扭矩和轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并將參數(shù)調(diào)制成甚低頻信號(hào)通過(guò)天線發(fā)射出去；所述的地面接收單元位于地面上，用于接收信號(hào)并進(jìn)行處理后顯示出來(lái)，供地面人員讀取使用。本發(fā)明提供的裝置能即時(shí)獲取地下擴(kuò)孔過(guò)程中的有效數(shù)據(jù)，有效改進(jìn)施工工藝，避免施工事故，提高施工效率。
【專利說(shuō)明】
一種非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供了一種用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)的監(jiān)測(cè)裝置，該裝置可廣泛應(yīng)用于水平定向鉆進(jìn)拖管施工的電力、通信、燃?xì)狻⒆詠?lái)水管線等領(lǐng)域中。
【背景技術(shù)】
[0002]非開(kāi)挖在城市管線鋪設(shè)中的作用越來(lái)越大，尤其是在發(fā)達(dá)地區(qū)市政建設(shè)中，開(kāi)挖限制、過(guò)江過(guò)河、穿越道路建筑等環(huán)境下有不可替代的作用。不同區(qū)域，不同地層非開(kāi)挖擴(kuò)孔施工對(duì)鉆頭直徑、泥漿壓力、轉(zhuǎn)速、鉆壓和扭矩的要求也不盡相同，在施工中需要針對(duì)性調(diào)整。實(shí)時(shí)掌握地下擴(kuò)孔鉆頭處鉆進(jìn)參數(shù)，能夠及時(shí)預(yù)判地層特性，從而對(duì)鉆進(jìn)工藝進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，預(yù)防因工藝不匹配造成的安全生產(chǎn)事故。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，尚無(wú)法對(duì)非開(kāi)挖擴(kuò)孔鉆頭處進(jìn)行檢測(cè)并無(wú)線發(fā)射的設(shè)備，繼而無(wú)法第一時(shí)間獲得地下鉆進(jìn)參數(shù)。只有獲得針對(duì)性的數(shù)據(jù)，才能得到鉆進(jìn)工藝和地下參數(shù)的匹配性，保證非開(kāi)挖擴(kuò)孔施工的安全可靠進(jìn)行，減少施工安全事故。
[0004]基于此，目前亟需一種能夠檢測(cè)非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)和信號(hào)發(fā)射接收裝置，以能獲取地下擴(kuò)孔過(guò)程中有效數(shù)據(jù)，有效改進(jìn)施工工藝，避免施工事故，提高施工效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，解決了【背景技術(shù)】中的不足，該裝置能即時(shí)獲取地下擴(kuò)孔過(guò)程中的有效數(shù)據(jù)，有效改進(jìn)施工工藝，避免施工事故，提高施工效率。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，包括地下檢測(cè)發(fā)射單元和地面接收單元，所述地下檢測(cè)發(fā)射單元整體為一圓柱狀的短節(jié)，其前端通過(guò)螺紋連接固定在鉆桿上，其后端通過(guò)螺紋連接固定在擴(kuò)孔鉆頭上，鉆桿通過(guò)短節(jié)將軸壓和扭矩傳遞到擴(kuò)孔鉆頭，為擴(kuò)孔鉆頭提供擴(kuò)張動(dòng)力；
[0008]所述短節(jié)為中空狀，其中心部位為電路倉(cāng)，電路倉(cāng)內(nèi)安裝有電路部件，電路倉(cāng)的前端安裝有活動(dòng)的密封蓋板，電路倉(cāng)的后端蓋上設(shè)置有通孔，通孔中安裝有檢測(cè)探頭，檢測(cè)探頭將通孔密封住并通過(guò)導(dǎo)線與電路倉(cāng)內(nèi)的電路部件連接;所述電路倉(cāng)的外圍均勻分布有沿軸向的貫通的水眼，鉆孔內(nèi)部的泥漿通過(guò)水眼流過(guò)，并傳遞泥漿壓力;所述短節(jié)的外圓面上設(shè)置有一處缺口，缺口中安裝固定有天線蓋板，所述天線蓋板與缺口相吻合，缺口中安裝有磁棒天線，磁棒天線被天線蓋板密封固定于缺口內(nèi)，短節(jié)中設(shè)置有一個(gè)將缺口與電路倉(cāng)相連通的導(dǎo)線孔，導(dǎo)線孔中安裝有導(dǎo)線，磁棒天線通過(guò)導(dǎo)線與電路部件連接；
[0009]檢測(cè)探頭檢測(cè)到擴(kuò)孔鉆頭的參數(shù)信息并傳輸至電路部件，電路部件將上述參數(shù)信息進(jìn)行信號(hào)調(diào)制后通過(guò)磁棒天線進(jìn)行發(fā)射，所述的地面接收單元位于地面上，用于接收信號(hào)并進(jìn)行處理后顯示出來(lái)，供地面人員讀取使用。
[0010]所述的檢測(cè)探頭包括泥漿壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、扭矩傳感器和軸壓傳感器，所示通孔中設(shè)置有螺紋，檢測(cè)探頭通過(guò)螺紋連接在通孔上并進(jìn)行密封，防止?jié){液滲透到電路倉(cāng)內(nèi)。
[0011]所述的水眼為圓柱形，且共設(shè)置有六個(gè)，六個(gè)水眼以短節(jié)的軸線為中心呈圓形分布。
[0012]所述天線蓋板為尼龍材料，能夠保證低頻信號(hào)穿透，天線蓋板通過(guò)固定螺栓與短節(jié)相固定，短節(jié)和天線蓋板之間設(shè)置有密封墊，密封墊進(jìn)行密封，防止?jié){液滲透至磁棒天線處;所述天線蓋板的內(nèi)側(cè)有銑出的長(zhǎng)方體凹槽，磁棒天線位于長(zhǎng)方體凹槽內(nèi)并通過(guò)密封膠固定在其中防止串動(dòng);所述磁棒天線為鐵磁芯，鍍絕緣層細(xì)銅線纏繞，磁棒天線為低頻信號(hào)工作方式，其外部有隔離膠帶包裹。
[0013]所述的低頻信號(hào)的頻率范圍為3千赫茲至30千赫茲。
[0014]所述地面接收單元包括信號(hào)調(diào)制電路、顯示器、電源、接收天線、固定支架和外殼，固定支架和外殼均為塑料材質(zhì)，信號(hào)調(diào)制電路、顯示器、電源、接收天線均安裝固定于固定支架和外殼上，顯示器、電源、接收天線均與信號(hào)調(diào)制電路電連接，其中接收天線為鐵磁芯，鍍絕緣層細(xì)銅線纏繞，接收天線為低頻信號(hào)工作方式，外部有隔離膠帶包裹，接收天線和磁棒天線的共振頻率匹配;所述信號(hào)調(diào)制電路將接收天線接收到的信號(hào)放大、濾波、調(diào)制和有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后提供給顯示器;所述顯示器為數(shù)字單位顯示裝置，將有效數(shù)據(jù)連同單位顯示出來(lái)，供工作人員讀取記錄;所述電源為220V交流電轉(zhuǎn)24V直流電單元，為信號(hào)調(diào)制電路提供電壓。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明中地下檢測(cè)發(fā)射單元整體為一圓柱狀的短節(jié)，其前端連接固定在鉆桿上，其后端連接固定在擴(kuò)孔鉆頭上，鉆桿通過(guò)短節(jié)將軸壓和扭矩傳遞到擴(kuò)孔鉆頭，為擴(kuò)孔鉆頭提供擴(kuò)張動(dòng)力，因此該裝置不會(huì)對(duì)原有的非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)作業(yè)造成任何影響。在擴(kuò)孔鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，檢測(cè)探頭檢測(cè)到擴(kuò)孔鉆頭的參數(shù)信息并傳輸至電路部件，電路部件將上述參數(shù)信息進(jìn)行信號(hào)調(diào)制后通過(guò)磁棒天線進(jìn)行發(fā)射，所述的地面接收單元位于地面上，用于接收信號(hào)并進(jìn)行處理后顯示出來(lái)，供地面人員讀取使用，因此地面人員能夠即時(shí)獲取地下擴(kuò)孔過(guò)程中的有效數(shù)據(jù)，有效改進(jìn)施工工藝，避免施工事故，提高施工效率。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明提供的非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為地下檢測(cè)發(fā)射單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為圖2的側(cè)視圖；
[0019]圖4為信號(hào)發(fā)射原理圖；
[0020]圖5為信號(hào)接收原理圖。
[0021]圖中:1_地下檢測(cè)發(fā)射單元、2-地面接收單元、3-水眼、4-電路倉(cāng)、5-檢測(cè)探頭、6-鉆桿、7-密封端蓋、8-天線蓋板、9-密封墊、10-導(dǎo)線孔、11-磁棒天線、12-固定螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)具體的說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于以下實(shí)施例。
[0023]本發(fā)明提供的非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括地下檢測(cè)發(fā)射單元I和地面接收單元2，所述地下檢測(cè)發(fā)射單元I整體為一圓柱狀的短節(jié)，其前端通過(guò)螺紋連接固定在鉆桿6上，其后端通過(guò)螺紋連接固定在擴(kuò)孔鉆頭上，鉆桿6通過(guò)短節(jié)將軸壓和扭矩傳遞到擴(kuò)孔鉆頭，為擴(kuò)孔鉆頭提供擴(kuò)張動(dòng)力。所述擴(kuò)孔鉆頭為擠壓式擴(kuò)孔鉆頭或切削式擴(kuò)孔鉆頭，直徑200mm至1000_。
[0024]所述短節(jié)的結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示，短節(jié)為中空狀，其中心部位為電路倉(cāng)4，電路倉(cāng)4內(nèi)安裝有電路部件，電路倉(cāng)的前端安裝有活動(dòng)的密封蓋板7，密封蓋板7為合金材料，其上設(shè)置有外螺紋，密封蓋板安裝在電路倉(cāng)前端，用于密封防止?jié){液滲透到電路倉(cāng)內(nèi)，密封蓋板前端有內(nèi)六角孔，供安裝拆卸用，用于安裝電路板及配套部分。
[0025]電路倉(cāng)的后端蓋上設(shè)置有通孔，通孔中安裝有檢測(cè)探頭5，檢測(cè)探頭5將通孔密封住并通過(guò)導(dǎo)線與電路倉(cāng)內(nèi)的電路部件連接;所述的檢測(cè)探頭5包括泥漿壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、扭矩傳感器和軸壓傳感器，所示通孔中設(shè)置有螺紋，檢測(cè)探頭通過(guò)螺紋連接在通孔上并進(jìn)行密封，防止?jié){液滲透到電路倉(cāng)內(nèi)。
[0026]所述電路倉(cāng)4的外圍均勻分布有沿軸向的貫通的水眼3，鉆孔內(nèi)部的泥漿通過(guò)水眼3流過(guò)，并傳遞泥漿壓力;所述的水眼為圓柱形，且共設(shè)置有六個(gè)，六個(gè)水眼以短節(jié)的軸線為中心呈圓形分布。
[0027]所述短節(jié)的外圓面上設(shè)置有一處缺口，缺口中安裝固定有天線蓋板8，所述天線蓋板8與缺口相吻合，缺口中安裝有磁棒天線11，磁棒天線11被天線蓋板密封固定于缺口內(nèi)，短節(jié)中設(shè)置有一個(gè)將缺口與電路倉(cāng)相連通的導(dǎo)線孔10，導(dǎo)線孔10中安裝有導(dǎo)線，磁棒天線11通過(guò)導(dǎo)線與電路部件連接。所述天線蓋板8為尼龍材料，能夠保證低頻信號(hào)穿透，天線蓋板通過(guò)固定螺栓12與短節(jié)相固定，短節(jié)和天線蓋板之間設(shè)置有密封墊9，密封墊9進(jìn)行密封，防止?jié){液滲透至磁棒天線處;所述天線蓋板8的內(nèi)側(cè)有銑出的長(zhǎng)方體凹槽，磁棒天線位于長(zhǎng)方體凹槽內(nèi)并通過(guò)密封膠固定在其中防止串動(dòng);所述磁棒天線為鐵磁芯，鍍絕緣層細(xì)銅線纏繞，磁棒天線為低頻信號(hào)工作方式，其外部有隔離膠帶包裹。所述的低頻信號(hào)的頻率范圍為3千赫茲至30千赫茲。
[0028]檢測(cè)探頭檢測(cè)到擴(kuò)孔鉆頭的參數(shù)信息并傳輸至電路部件，電路部件將上述參數(shù)信息進(jìn)行信號(hào)調(diào)制后通過(guò)磁棒天線進(jìn)行發(fā)射，其原理如圖4所示。
[0029]所述的地面接收單元2位于地面上，用于接收信號(hào)并進(jìn)行處理后顯示出來(lái)，供地面人員讀取使用，其接收原理如圖5所示。所述地面接收單元包括信號(hào)調(diào)制電路、顯示器、電源、接收天線、固定支架和外殼，固定支架和外殼均為塑料材質(zhì)，信號(hào)調(diào)制電路、顯示器、電源、接收天線均安裝固定于固定支架和外殼上，顯示器、電源、接收天線均與信號(hào)調(diào)制電路電連接，其中接收天線為鐵磁芯，鍍絕緣層細(xì)銅線纏繞，接收天線為低頻信號(hào)工作方式，夕卜部有隔離膠帶包裹，接收天線和磁棒天線的共振頻率匹配;所述信號(hào)調(diào)制電路將接收天線接收到的信號(hào)放大、濾波、調(diào)制和有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后提供給顯示器;所述顯示器為數(shù)字單位顯示裝置，將有效數(shù)據(jù)連同單位顯示出來(lái)，供工作人員讀取記錄;所述電源為220V交流電轉(zhuǎn)24V直流電單元，為信號(hào)調(diào)制電路提供電壓。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括地下檢測(cè)發(fā)射單元和地面接收單元，所述地下檢測(cè)發(fā)射單元整體為一圓柱狀的短節(jié)，其前端通過(guò)螺紋連接固定在鉆桿上，其后端通過(guò)螺紋連接固定在擴(kuò)孔鉆頭上，鉆桿通過(guò)短節(jié)將軸壓和扭矩傳遞到擴(kuò)孔鉆頭，為擴(kuò)孔鉆頭提供擴(kuò)張動(dòng)力； 所述短節(jié)為中空狀，其中心部位為電路倉(cāng)，電路倉(cāng)內(nèi)安裝有電路部件，電路倉(cāng)的前端安裝有活動(dòng)的密封蓋板，電路倉(cāng)的后端蓋上設(shè)置有通孔，通孔中安裝有檢測(cè)探頭，檢測(cè)探頭將通孔密封住并通過(guò)導(dǎo)線與電路倉(cāng)內(nèi)的電路部件連接;所述電路倉(cāng)的外圍均勻分布有沿軸向的貫通的水眼，鉆孔內(nèi)部的泥漿通過(guò)水眼流過(guò)，并傳遞泥漿壓力;所述短節(jié)的外圓面上設(shè)置有一處缺口，缺口中安裝固定有天線蓋板，所述天線蓋板與缺口相吻合，缺口中安裝有磁棒天線，磁棒天線被天線蓋板密封固定于缺口內(nèi)，短節(jié)中設(shè)置有一個(gè)將缺口與電路倉(cāng)相連通的導(dǎo)線孔，導(dǎo)線孔中安裝有導(dǎo)線，磁棒天線通過(guò)導(dǎo)線與電路部件連接； 檢測(cè)探頭檢測(cè)到擴(kuò)孔鉆頭的參數(shù)信息并傳輸至電路部件，電路部件將上述參數(shù)信息進(jìn)行信號(hào)調(diào)制后通過(guò)磁棒天線進(jìn)行發(fā)射，所述的地面接收單元位于地面上，用于接收信號(hào)并進(jìn)行處理后顯示出來(lái)，供地面人員讀取使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的檢測(cè)探頭包括泥漿壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、扭矩傳感器和軸壓傳感器，所示通孔中設(shè)置有螺紋，檢測(cè)探頭通過(guò)螺紋連接在通孔上并進(jìn)行密封，防止?jié){液滲透到電路倉(cāng)內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的水眼為圓柱形，且共設(shè)置有六個(gè)，六個(gè)水眼以短節(jié)的軸線為中心呈圓形分布。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述天線蓋板為尼龍材料，能夠保證低頻信號(hào)穿透，天線蓋板通過(guò)固定螺栓與短節(jié)相固定，短節(jié)和天線蓋板之間設(shè)置有密封墊，密封墊進(jìn)行密封，防止?jié){液滲透至磁棒天線處;所述天線蓋板的內(nèi)側(cè)有銑出的長(zhǎng)方體凹槽，磁棒天線位于長(zhǎng)方體凹槽內(nèi)并通過(guò)密封膠固定在其中防止串動(dòng);所述磁棒天線為鐵磁芯，鍍絕緣層細(xì)銅線纏繞，磁棒天線為低頻信號(hào)工作方式，其外部有隔離膠帶包裹。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述的低頻信號(hào)的頻率范圍為3千赫茲至30千赫茲。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非開(kāi)挖擴(kuò)孔孔底鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述地面接收單元包括信號(hào)調(diào)制電路、顯示器、電源、接收天線、固定支架和外殼，固定支架和外殼均為塑料材質(zhì)，信號(hào)調(diào)制電路、顯示器、電源、接收天線均安裝固定于固定支架和外殼上，顯示器、電源、接收天線均與信號(hào)調(diào)制電路電連接，其中接收天線為鐵磁芯，鍍絕緣層細(xì)銅線纏繞，接收天線為低頻信號(hào)工作方式，外部有隔離膠帶包裹，接收天線和磁棒天線的共振頻率匹配;所述信號(hào)調(diào)制電路將接收天線接收到的信號(hào)放大、濾波、調(diào)制和有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后提供給顯示器;所述顯示器為數(shù)字單位顯示裝置，將有效數(shù)據(jù)連同單位顯示出來(lái)，供工作人員讀取記錄;所述電源為220V交流電轉(zhuǎn)24V直流電單元，為信號(hào)調(diào)制電路提供電壓。
【文檔編號(hào)】E21B47/13GK105840171SQ201610167645
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日
【發(fā)明人】烏效鳴, 張峰, 吳川
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）