[發明專利]一種定向儀的尋北定向方法及尋北定向系統

在審

• 申請號: 202210692770.1
• 申請日: 2022-06-17
• 公開（公告）號: CN115164859A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 吳自來;彭洋;向若杰;王磊;熊飛;夏代林
• 申請（專利權）人: 武漢天宸偉業煤安科技有限公司
• 主分類號: G01C17/00
• 分類號: G01C17/00;G01C21/08;G01C21/16;G01C21/18;G01C15/00;E21B47/022;E21B47/0228;E21B47/12
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 牛晶晶

1.一種定向儀的尋北定向方法，其特征在于，包括如下步驟：

將定向儀放置于校準臺上；

利用定向儀內置的MEMS陀螺儀(1)和磁傳感器(2)測得定向儀所在位置的環境磁場影響穩定度；

判斷環境磁場影響穩定度是否小于等于預設指標，若是，則進行無基線尋北定向，若否，則進行有基線尋北定向。

2.如權利要求1所述的定向儀的尋北定向方法，其特征在于，所述利用定向儀內置的MEMS陀螺儀(1)和磁傳感器(2)測得定向儀所在位置的環境磁場影響穩定度包括：

將磁傳感器(2)測得的當前位置的方位角作為MEMS陀螺儀(1)的初始基準角；

旋轉校準臺，選取至少3個方位點，利用磁傳感器(2)測得每個方位點的方位角，并利用MEMS陀螺儀(1)測得每個方位點的方位角；

計算每個方位點的兩個方位角的差值，將最大的差值作為環境磁場影響穩定度。

3.如權利要求1所述的定向儀的尋北定向方法，其特征在于，定向儀具有前向激光線束和頂部激光線束，所述無基線尋北定向包括：

將磁傳感器(2)測得的當前位置的方位角作為MEMS陀螺儀(1)的初始基準角；

將定向儀設置于鉆機，調整鉆機的方位，使MEMS陀螺儀(1)測得的方位角與目標鉆孔點的方位角一致，同時，定向儀的前向激光線束對準目標鉆孔點，定向結束。

4.如權利要求3所述的定向儀的尋北定向方法，其特征在于，所述無基線尋北定向還包括：

待定向結束后，將定向儀放回至校準臺，并關機；

當需要對下一個目標鉆孔點進行尋北定向時，開啟定向儀，將磁傳感器(2)測得的當前位置的方位角作為MEMS陀螺儀(1)的初始基準角；

將定向儀設置于鉆機，調整鉆機的方位，使MEMS陀螺儀(1)測得的方位角與下一個目標鉆孔點的方位角一致，同時，定向儀的前向激光線束對準下一個目標鉆孔點，定向結束。

5.如權利要求1所述的定向儀的尋北定向方法，其特征在于，定向儀具有前向激光線束和頂部激光線束，所述有基線尋北定向包括：

布置巷道基線；

將校準臺設置于巷道基線的下方，并將定向儀放置于該校準臺上；

旋轉校準臺，使定向儀的頂部激光線束與巷道基線重合；

將已知的巷道基線方位角作為MEMS陀螺儀(1)的初始基準角；

將定向儀設置于鉆機，調整鉆機的方位，使MEMS陀螺儀(1)測得的方位角與目標鉆孔點的方位角一致，同時，定向儀的前向激光線束對準目標鉆孔點，定向結束。

6.如權利要求5所述的尋北定向方法，其特征在于，在所述將已知的巷道基線方位角作為MEMS陀螺儀(1)的初始基準角之后還包括：

待定向儀的頂部激光線束與巷道基線重合之后，定向儀獲取并記憶磁傳感器(2)測得當前位置的方位角與巷道基線方位角的偏差值。

7.如權利要求4所述的尋北定向方法，其特征在于，所述在將校準臺設置于巷道基線的下方，并將定向儀放置于該校準臺上之后還包括：

待定向儀放置于校準臺上之后，對校準臺進行調平。

8.一種尋北定向系統，其特征在于，包括：

校準臺，其設置于預設場地；

定向儀，其設置于所述校準臺，所述定向儀包括MEMS陀螺儀(1)、磁傳感器(2)、第一計算模塊(3)和判斷模塊(4)，所述第一計算模塊(3)用于利用定向儀內置的MEMS陀螺儀(1)和磁傳感器(2)測得環境磁場影響穩定度，所述判斷模塊(4)用于判斷環境磁場影響穩定度是否小于預設指標，所述MEMS陀螺儀(1)、磁傳感器(2)分別與所述第一計算模塊(3)通信連接，所述第一計算模塊(3)與所述判斷模塊(4)通信連接。

9.如權利要求8所述的尋北定向系統，其特征在于：所述校準臺與已知磁性干擾源之間的間距不小于1m。

10.如權利要求8所述的尋北定向系統，其特征在于：所述定向儀還包括用于計算磁傳感器(2)測得的方位角與巷道基線方位角的偏差值的第二計算模塊(5)，所述MEMS陀螺儀(1)、磁傳感器(2)分別與所述第二計算模塊(5)通信連接。