[發明專利]一種鉆桿鉆孔定向裝置及定向方法

在審

• 申請號: 201910322724.0
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN109915019A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 吳亞芳;陳玉發;陳中超;袁海波;羅成
• 申請（專利權）人: 中鐵五局集團建筑工程有限責任公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B47/02;E21D20/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 張行超

1.一種鉆桿鉆孔定向裝置，包括導向器(2)和若干可調節長度的支腿(3)，若干支腿(3)連接在導向器(2)的底部，其特征在于：在所述導向器(2)上設置有角度定位機構(1)，所述角度定位機構(1)包括：水平角度盤(10)、垂直角度盤(12)和指向繩(13)；所述垂直角度盤(12)一端垂直轉動連接在所述水平角度盤(10)的端面，另一端通過固定裝置垂直活動連接在所述水平角度盤(10)的刻度邊，通過轉動垂直角度盤(12)并將其固定在水平角度盤(10)上的不同端面位置來定位導向器(2)在水平方向的角度調節；所述指向繩(13)的上端部連接在所述垂直角度盤(12)的端面，而下端部指向重力方向并與垂直角度盤(12)的端面平行，并且指向垂直角度盤(12)的刻度邊，通過計算垂直角度盤(12)轉動后和轉動前指向繩13指向的角度差來定位導向器(2)在豎直方向的角度調節。

2.根據權利要求1所述的鉆桿鉆孔定向裝置，其特征在于：所述水平角度盤(10)為具有0°-180°角度刻度值的半圓盤，所述垂直角度盤(12)為具有0°-180°角度刻度值的半圓盤，所述垂直角度盤(12)的底邊設置在所述水平角度盤(10)下端面的角平分線上，其一端轉動連接在所述水平角度盤(10)的圓心位置處，且該轉動連接處靠近導向器(2)的前端，所述水平角度盤(10)設置在所述導向器(2)的底部，所述導向器(2)的導向方向設置在所述水平角度盤(10)上端面的角平分線上。

3.根據權利要求2所述的鉆桿鉆孔定向裝置，其特征在于：所述指向繩(13)的下端部連接有激光發射器(14)，激光發射器(14)的激光射向重力方向。

4.根據權利要求1至3任一所述的鉆桿鉆孔定向裝置，其特征在于：所述固定裝置為磁力吸附機構，所述垂直角度盤(12)的活動邊設置有磁鐵(20)，對應的所述水平角度盤(10)的底部刻度邊設置有磁性材料；或者所述垂直角度盤(12)的活動邊設置有磁性材料，對應的所述水平角度盤(10)的底部刻度邊設置有磁鐵(20)，通過磁鐵(20)與磁性材料的相吸以將垂直角度盤(12)固定到水平角度盤(10)上。

5.根據權利要求1至3任一所述的鉆桿鉆孔定向裝置，其特征在于：所述支腿(3)的上端與導向器(2)底部鉸接，所述支腿(3)包括內桿(9)、外套桿(19)和緊固裝置，內桿(9)套設于外套桿(19)內，并可在外套桿(19)內活動，外套桿(19)通過緊固裝置固定在內桿(9)上，通過改變內桿(9)與外套桿(19)的相對固定位置實現支腿(3)長度的調節。

6.根據權利要求5所述的鉆桿鉆孔定向裝置，其特征在于：所述支腿(3)為3根，在導向器(2)的前端設有兩根，在導向器(2)的后端設有一根，共同構成三點支撐。

7.如權利要求3所述的鉆桿鉆孔定向裝置的定向方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在鉆機鉆桿上標明標記，測量出標記到鉆桿頂端的距離L，測量出垂直角度盤12與水平角度盤(10)的轉動連接處到導向器(2)前端的距離R；

(2)將鉆機鉆桿的待鉆角度拆分為水平外插角θ和豎直角α；

(3)放線定位隧道里程K處待鉆孔點位的隧道橫斷面線P，P＝K-(L+R)*sinθ；

(4)將鉆機鉆桿穿過導向器(2)并使其頂端頂住待鉆孔位點，同時移動使鉆機鉆桿上的標記與導向器(2)的前端邊緣重合，使指向繩(13)剛好與垂直角度盤(12)刻度所在平面平行并位于90°角度刻線上時，然后將鉆機鉆桿固定在導向器(2)上；

(5)打開激光發射器(14)，撥動垂直角度盤(12)由初始位置轉動外插角θ，以待鉆孔位點為圓心沿水平方向轉動鉆機鉆桿，轉動中保持指向繩(13)剛好與垂直角度盤(12)刻度所在平面平行并位于90°角度刻線上，當激光投射到隧道橫斷面線P處時，停止轉動；

(6)將垂直角度盤(12)撥回到初始位置，將鉆桿以待鉆孔位點為沿圓心豎直方向轉動，轉動到偏離90°刻度線豎直角α時，固定支腿(3)并保持鉆機鉆桿位置不變；

(7)將鉆機鉆桿從導向器(2)上松開，隨后鉆機開始鉆進即可。