[發(fā)明專利]非開(kāi)挖導(dǎo)向儀系統(tǒng)中的跟蹤接收導(dǎo)向器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811608380.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111396030A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州探霸儀器有限公司
• 主分類號(hào): E21B47/024
• 分類號(hào): E21B47/024;E21B47/04;E21B47/07;E21B47/13;G01R31/382
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種非開(kāi)挖導(dǎo)航儀系統(tǒng)中的跟蹤接收導(dǎo)向器，可以接收本發(fā)明以外的探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭發(fā)送的低頻調(diào)制信號(hào)，并將其利用軟件通過(guò)CPU組轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的地下鉆頭傾角(以水平面為基準(zhǔn)±50度)、面向角(以地下鉆頭軸芯為基準(zhǔn)0－360度)、深度、溫度、剩余電能及本發(fā)明的剩余電能等數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)液晶顯示器實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)，同時(shí)通過(guò)高頻無(wú)線電波轉(zhuǎn)發(fā)給本發(fā)明以外的鉆機(jī)同步顯示器。性能優(yōu)良、成本低廉、數(shù)據(jù)可視性好、界面美觀、能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定地工作。與本發(fā)明以外的探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭、鉆機(jī)同步顯示器組成在地表不開(kāi)挖溝槽的條件下，鋪設(shè)、更換各種電信、電力、石油、煤氣、自來(lái)水、排污等地下管線的非開(kāi)挖導(dǎo)航儀系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非開(kāi)挖導(dǎo)向儀系統(tǒng)中的跟蹤接收導(dǎo)向器。尤其是涉及一種具有不破壞環(huán)境、不影響交通、鋪管精度高、施工安全性好、周期短、成本低，并可廣泛用于市政、電信、電力、石油、天然氣、煤氣、自來(lái)水、熱力、排污等一些無(wú)法實(shí)施開(kāi)挖作業(yè)的地區(qū)，在地表不挖槽的情況下，鋪設(shè)地下管線工程的非開(kāi)挖水平鉆進(jìn)孔內(nèi)隨鉆高精度非開(kāi)挖導(dǎo)向儀系統(tǒng)中的跟蹤接收導(dǎo)向器。

技術(shù)背景

目前在我國(guó)大部分地區(qū)的市政、電信、電力、石油、天然氣、煤氣、自來(lái)水、熱力、排污等的地下鋪設(shè)管線工程仍采用人工或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開(kāi)放挖槽埋管埋線方法作業(yè)，普遍存在著環(huán)境污染嚴(yán)重、施工安全性差、鋪管精度低、交通堵塞頻繁、費(fèi)工費(fèi)時(shí)作業(yè)成本大大提高，很不經(jīng)濟(jì)。因此，國(guó)際上少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)發(fā)使用非開(kāi)挖鋪管技術(shù)，即在地表不開(kāi)放挖槽的情況下，利用水平鉆進(jìn)孔內(nèi)隨鉆檢測(cè)及地面跟蹤指揮地下鉆頭鉆進(jìn)方向的導(dǎo)向系統(tǒng)鋪設(shè)地下管線。這項(xiàng)技術(shù)除了美、英、日等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始使用外，其他國(guó)家包括我國(guó)還處于開(kāi)發(fā)的空白。從國(guó)外的一些公司的產(chǎn)品來(lái)看，其導(dǎo)向的精度，深度和功能雖然能滿足某些工程的作業(yè)要求。但是，從技術(shù)角度分析，這些導(dǎo)向系統(tǒng)在功能上還不夠全面，還不適合我國(guó)的國(guó)情。在性能和可靠性上還不夠完善，同時(shí)其價(jià)格也極其昂貴。不利于在我國(guó)大量推廣使用。

非開(kāi)挖鋪管技術(shù)是指利用各種巖土鉆掘的設(shè)備和技術(shù)手段，在地表不開(kāi)挖溝槽的條件下，鋪設(shè)、更換各種地下管線的施工技術(shù)。它與傳統(tǒng)的挖槽鋪管的施工方法相比，具有不影響交通、環(huán)保，施工時(shí)間短、成本低、應(yīng)用廣泛等許多特點(diǎn)。非開(kāi)挖施工法中應(yīng)用較廣的為水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法，它可根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的鋪管線路驅(qū)動(dòng)裝有契形鉆頭的鉆桿從地面鉆入，并用非開(kāi)挖導(dǎo)向儀導(dǎo)向，引導(dǎo)地下鉆頭進(jìn)行定向鉆進(jìn)來(lái)實(shí)施非開(kāi)挖鋪設(shè)地下管線的目的。在非開(kāi)挖導(dǎo)向鉆進(jìn)中，關(guān)鍵技術(shù)是應(yīng)用高精度非開(kāi)挖導(dǎo)向儀系統(tǒng)對(duì)鉆孔軌跡進(jìn)行控制，而高精度非開(kāi)挖導(dǎo)向儀系統(tǒng)又是整個(gè)鉆進(jìn)機(jī)械設(shè)備的核心。所以解決非開(kāi)挖導(dǎo)向儀系統(tǒng)的技術(shù)問(wèn)題對(duì)我國(guó)大量推廣使用現(xiàn)代非開(kāi)挖鋪管技術(shù)將帶來(lái)深遠(yuǎn)的意義。

非開(kāi)挖導(dǎo)向儀系統(tǒng)主要由地面跟蹤接收導(dǎo)向器、地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭和鉆機(jī)同步顯示器三部分組成，工作時(shí)置于地下鉆頭內(nèi)的探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭將鉆頭所處的位置和工況姿態(tài)參數(shù)，通過(guò)低頻無(wú)線電信號(hào)發(fā)射給地面跟蹤接收導(dǎo)向器，由其顯示屏顯示出來(lái)。操作人員根據(jù)所按收的信號(hào)參數(shù)指揮鉆機(jī)駕駛員及時(shí)修正和更改當(dāng)前的操作，以保證鉆頭按照設(shè)計(jì)的路線軌跡完成施工。同時(shí)地面跟蹤接收導(dǎo)向器又將各種接收到的信號(hào)參數(shù)通過(guò)高頻無(wú)線電發(fā)送給鉆機(jī)同步顯示器，供駕駛員操作指示，同時(shí)將各種數(shù)據(jù)保存起來(lái)。

高精度導(dǎo)向儀系統(tǒng)的核心部件之一是跟蹤接收導(dǎo)向器，而跟蹤接收導(dǎo)向器是導(dǎo)向非開(kāi)挖鉆進(jìn)的關(guān)鍵，它跟蹤于地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭位于其垂直位置地面，用來(lái)接收地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭發(fā)來(lái)的地下導(dǎo)向鉆頭的無(wú)線電信號(hào)，通過(guò)顯示屏將導(dǎo)向鉆頭的面向角、傾角、溫度、電池剩余能量等參數(shù)全部直觀動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)，同時(shí)將全部信息通過(guò)高頻無(wú)線電波轉(zhuǎn)發(fā)給鉆機(jī)同步顯示器，讓掘進(jìn)設(shè)備駕駛員實(shí)時(shí)掌握鉆孔軌跡，并對(duì)軌跡實(shí)時(shí)控制，達(dá)到精確定向的目的。

由于跟蹤接收導(dǎo)向器一方面必須接收地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭發(fā)來(lái)的地下導(dǎo)向鉆頭的無(wú)線電信號(hào)，顯示出詳細(xì)的信息資料，另一方面還必須面對(duì)各種復(fù)雜的電磁干擾，因此對(duì)整個(gè)跟蹤接收導(dǎo)向器的發(fā)明設(shè)計(jì)要求很高。在電路方面必須接收靈敏度高、選擇性好、品質(zhì)因素優(yōu)、抗溫漂、抗干擾、抗震動(dòng)、耗能低及顯示清晰度高、響應(yīng)速度快、適合全天候工作。

發(fā)明內(nèi)容