[發明專利]長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置及測斜方法

在審

• 申請號: 202110920165.0
• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113653485A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 李方政;姜國靜;韓玉福;許舒榮;高偉;付財;孔令輝;王磊;崔兵兵;楊志剛;李孔剛;郭鵬;鄭祥龍;楊寧
• 申請（專利權）人: 北京中煤礦山工程有限公司
• 主分類號: E21B47/01
• 分類號: E21B47/01;E21B47/022
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 王道川

本發明公開長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置及測斜方法，長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置包括光纖陀螺測斜儀，所述光纖陀螺測斜儀穿在凍結管內，相鄰兩個所述凍結管通過公母扣連接，還包括自調節姿態穩定組件和固定組件，長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀測斜方法，包括安裝姿態穩定裝置和測量。本發明，通過在套環的周圍均勻設置波珠螺絲，在波珠螺絲的支撐下，使光纖陀螺測斜儀位于凍結管的中心，克服了陀螺姿態難以穩定的難題；通過卡箍，能夠避免在推送光纖陀螺測斜儀時，套環發生軸向移動，實現了光纖陀螺測斜儀推送及測斜過程中的穩定。

技術領域

本發明涉及凍結孔檢測技術領域。具體地說是長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置及測斜方法。

背景技術

現代地下工程中，凍結法廣泛應用于地鐵的聯絡通道及盾構進出洞工程中，這類工程的凍結孔鉆孔距離較短，通常小于20m，采用傳統的燈光測斜法便能夠滿足凍結孔測斜的需求。但隨著交叉穿越凍結工程的出現，水平凍結孔長度接近80m，傳統的燈光測斜方法已無法滿足；而采用光纖陀螺測斜儀在水平凍結孔中測斜存在以下問題：一方面水平光纖陀螺測斜儀的平穩下放需要一定的驅動力，驅動力隨著凍結孔的長度而加大，驅動力不斷增加給后續下放光纖陀螺測斜儀帶來一定的不便；另一方面，光纖陀螺測斜儀的外徑與凍結管的內徑不匹配，存在較大的空間，導致在實際的檢測中，光纖陀螺測斜儀的姿態難以穩定，導致測量誤差，影響測量精度。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種提高光纖陀螺測斜儀檢測時姿態穩定性并減少前進阻力的長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置及測斜方法。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置，包括光纖陀螺測斜儀、自調節姿態穩定組件和固定組件，所述自調節姿態穩定組件套在所述光纖陀螺測斜儀的端部，所述自調節姿態穩定組件的支撐端抵頂在凍結管的內壁上，所述自調節姿態穩定組件的兩端均設置有所述固定組件，所述自調節姿態穩定組件通過其兩端的所述固定組件與所述光纖陀螺測斜儀固定連接。

上述長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置，所述自調節姿態穩定組件包括波珠螺絲和套環，所述套環的側壁沿其周向均勻開設有三個或三個以上螺紋孔，所述波珠螺絲螺紋連接在所述螺紋孔內，且所述波珠螺絲的端部突出所述套環的側壁；所述套環套在所述光纖陀螺測斜儀上，且所述套環的內徑與所述光纖陀螺測斜儀的外徑相匹配，所述波珠螺絲遠離所述套環軸線的一端抵頂在所述凍結管的內壁上。

上述長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置，所述套環的材質為尼龍。

上述長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置，所述波珠螺絲包括螺絲本體，所述螺絲本體的一端沿其軸線開設有盲孔，所述盲孔內設置有鋼珠和彈簧，所述彈簧的一端與所述盲孔的孔底搭接，所述彈簧的另一端與所述鋼珠的表面搭接，且所述盲孔的開口端直徑小于所述鋼珠的直徑；所述螺絲本體與盲孔相對的一端螺紋連接在套環側壁的螺紋孔內，所述鋼珠抵頂在所述凍結管的內壁上。

上述長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置，所述固定組件為卡箍，兩個所述卡箍分別固定在所述自調節姿態穩定組件兩端的光纖陀螺測斜儀上，且所述卡箍的側壁與所述自調節姿態穩定組件的側壁搭接。

上述長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀姿態穩定裝置，所述卡箍包括開口環、夾緊臂和螺栓，所述開口環的兩端均固定連接有所述夾緊臂，一個所述夾緊臂的側壁開設有通孔，另一個所述夾緊臂的側壁開設有螺紋孔，所述螺栓穿過一個所述夾緊臂側壁的通孔并螺紋連接另一個所述夾緊臂側壁的螺紋孔內；所述開口環套在所述光纖陀螺測斜儀上，且所述開口環的側壁與所述自調節姿態穩定組件的側壁搭接。

長距離水平凍結孔光纖陀螺測斜儀測斜方法，包括以下步驟：