[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

一種定向儀的鉆孔定向方法及定向系統，涉及地質勘測技術領域，其包括將定向儀放置于校準臺上。利用定向儀內置的MEMS陀螺儀和磁傳感器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。本申請的定向儀可以實現無基線尋北定向和有基線尋北定向。并且，先進行判斷是否可以進行無基線尋北定向，若可以進行無基線尋北定向，則無須布置基線，能夠快速定向，操作簡單，若現場條件不滿足無基線尋北定向的條件時，可以進行有基線尋北定向，因此，本申請實能夠同時實現無基線尋北定向和有基線尋北定向兩種定向方式，可以適用于多種場地，適用性范圍廣。

技術領域

本申請涉及地質勘測技術領域，特別涉及一種定向儀的尋北定向及尋北定向系統。

背景技術

水與瓦斯是煤礦井下兩個主要的災害源，通過鉆孔來探放水和抽排瓦斯是預防此類災害的最有效方式，鉆孔能否達到設計要求直接關系到瓦斯的抽采效果以及水的排放效果。鉆孔設備的鉆孔定向準確度是保證鉆孔達到設計要求的首要環節。

目前，用于煤礦井下鉆孔定向設備主要有兩大類，一是內置光纖陀螺尋北的定向儀，此設備只能工作在近似水平狀態，并且價格高昂，適用范圍較小。另一類是基于六軸或九軸MEMS陀螺儀的定向儀，此類設備無法實現無基線自動尋北功能，因此必須布設巷道基線，并將定向儀與巷道基線對準，將方位角已知的巷道中心線作為初始基準角，該方法操作過程繁瑣，且每個鉆機定向都要重復這一過程，耗時較長。

發明內容

本申請實施例提供一種定向儀的尋北定向及尋北定向系統，以解決用于煤礦井的鉆孔設備鉆孔定向過程繁瑣、適用范圍小的問題。

一種定向儀的尋北定向方法，其包括如下步驟：

將定向儀放置于校準臺上；

利用定向儀內置的MEMS陀螺儀和磁傳感器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。

進一步的，所述利用定向儀內置的MEMS陀螺儀和磁傳感器測得定向儀所在位置的環境磁場影響穩定度包括：

將磁傳感器測得的當前位置的方位角作為MEMS陀螺儀的初始基準角；

旋轉校準臺，選取至少3個方位點，利用磁傳感器測得每個方位點的方位角，并利用MEMS陀螺儀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。

進一步的，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：

將磁傳感器測得的當前位置的方位角作為MEMS陀螺儀的初始基準角；

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。

進一步的，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，將磁傳感器測得的當前位置的方位角作為MEMS陀螺儀的初始基準角；

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。

進一步的，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；