[實用新型]一種用于非開挖工程中水平定向導鉆儀的通信系統

有效

• 申請號: 201920382227.5
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN209892189U
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 鄭明高;劉啟華;陳翔;杜學龍;高蔚佳;李浩
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 劉秋芳;胡建平

本實用新型公開了一種用于非開挖工程中水平定向導鉆儀的通信系統，其特征在于：包括導向儀探頭、無線供電電源、井下發送轉換電路、井下無線低頻OFDM調制?發送電路單元、地面無線低頻OFDM調制?接收電路單元、地面接收轉換電路單元、導向儀主機，所述無線供電電源分別為井下發送轉換電路、井下無線低頻OFDM調制?發送電路單元供電，所述井下發送轉換電路的輸入端與導向儀探頭相連，輸出端與井下無線低頻OFDM調制?發送電路單元無線連接，井下無線低頻OFDM調制?大功率發送電路單元與地面無線低頻OFDM調制?接收電路單元無線連接，地面接收轉換電路單元的輸入端與地面無線低頻OFDM調制?接收電路單元無線連接，輸出端與導向儀主機電連接。本實用新型代替目前水平導向儀的地面控制臺與鉆頭之間通過一根導線與鉆鉆桿夠成的“有線通信”電路方案，解決了施工過程中導線連接的麻煩，提高了工程效率。

技術領域

本實用新型涉及非開挖工程技術領域中水平定向測控儀中地面控制臺與探頭之間的通信技術，尤其涉及一種用于非開挖工程中水平定向導鉆儀的通信系統。

背景技術

非開挖技術是指利用巖土鉆掘、定向測控等技術手段,在地表不挖槽和地層結構破壞極小的情況下,穿越河流、湖泊、重要交通干線、重要建筑物，實現對諸如供水、煤氣、天然氣、污水、電信電纜等公用管線的檢測、鋪設、修復與更換的施工技術。在城市化的過程中，非開挖技術是一種適時的、有力的、不可代替的先進手段，是完成城市水、氣、電、通訊等生命線工程施工的必備技術，也是地下空間利用必須掌握的基本技術之一，是對地下工程施工常規工法的重要補充，有時也是唯一的選擇，是我國建設部、美國、歐洲、日本和俄羅斯等國家鼓勵和優先推廣技術。

非開挖工程的主要過程是：根據市政管理部門提供的相關資料和地形勘測結果，畫出鉆進軌跡圖，鉆機控制鉆頭依據此軌跡圖鉆出一個接近水平的導向孔，然后在導向鉆頭后換上大直徑的擴孔鉆頭和直徑小于擴孔鉆頭的待鋪設工作管線，然后進行反向擴孔，同時將待鋪管線回拉入鉆孔內，當全部鉆桿被拖回時，鋪管工作同時也就完成了。

非開挖工程的第一步是打導向孔，而確保導向孔與預定的管線軌跡圖相符是通過具有定向測控功能的水平定向儀實現。

水平定向儀由地面控制臺部分和裝在導向鉆頭盒中的探頭部分構成，探頭是由一組磁場測量傳感器和加速度傳感器及信號處理、發送電路組成，以測量鉆頭的方位角、傾角等方位參數并發送給地面控制臺。地面控制臺則接收探頭發送來的反映鉆頭方位角、傾角等方位參數的磁場和加速度等原始物理數據，并計算出轉頭的方位角、傾角等以供司鉆人員控制調整鉆頭鉆進方向，確保符合預定鉆進軌跡圖。

現有水平定向儀的地面控制臺與裝在鉆頭中的探頭部分之間的通信，是通過鉆桿和穿在鉆桿中的一根導線構成通信信道，在此稱為“有線通信”。此方案可以適應任何地質環境，但是有的一個缺點是每增加一根鉆桿，就要接一節導線，長度大約為10米，即一個鉆桿長度。一個1000米的管線大約需要100節導線串聯，施工比較麻煩，并且存在接頭處絕緣不良或導線被扭斷的可能性，一但出現導線斷開、扭斷或絕緣破裂，可能導致無法通信的問題，就必須抽回鉆頭重新打導向孔，這會延遲工程進度，造成一定經濟損失。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提供一種能提高工作效率的用于非開挖工程中水平定向導鉆儀的通信系統。。

本實用新型所采用的技術方案為：一種用于非開挖工程中水平定向導鉆儀的通信系統，其特征在于：包括導向儀探頭、無線供電電源、井下發送轉換電路、井下無線低頻OFDM調制-發送電路單元、地面無線低頻OFDM調制-接收電路單元、地面接收轉換電路單元、導向儀主機，所述無線供電電源分別為井下發送轉換電路、井下無線低頻OFDM調制-發送電路單元供電，所述井下發送轉換電路的輸入端與導向儀探頭相連，輸出端與井下無線低頻OFDM調制-發送電路單元無線連接，井下無線低頻OFDM調制-大功率發送電路單元與地面無線低頻OFDM調制-接收電路單元無線連接，地面接收轉換電路單元的輸入端與地面無線低頻OFDM調制-接收電路單元無線連接，輸出端與導向儀主機電連接。