專利名稱：非開挖導(dǎo)向儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非開挖導(dǎo)向儀。尤其是涉及一種具有不破壞環(huán)境、不影響交通、鋪管精度高、施工安全性好、周期短、成本低，并可廣泛用于市政、電信、電力、石油、天然氣、煤氣、自來(lái)水、熱力、排污等一些無(wú)法實(shí)施開挖作業(yè)的地區(qū)，在地表不挖槽的情況下，鋪設(shè)地下管線工程的非開挖水平鉆進(jìn)孔內(nèi)隨鉆高精度非開挖導(dǎo)向儀。
背景技術(shù)：
目前在我國(guó)大部分地區(qū)的市政、電信、電力、石油、天然氣、煤氣、自來(lái)水、熱力、排污等的地下鋪設(shè)管線工程仍采用人工或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開放挖槽埋管埋線方法作業(yè)，普遍存在著環(huán)境污染嚴(yán)重、施工安全性差、鋪管精度低、交通堵塞頻繁、費(fèi)工費(fèi)時(shí)作業(yè)成本大大提高，很不經(jīng)濟(jì)。因此，國(guó)際上少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已開發(fā)使用非開挖鋪管技術(shù)，即在地表不開放挖槽的情況下，利用水平鉆進(jìn)孔內(nèi)隨鉆檢測(cè)及地面跟蹤指揮地下鉆頭鉆進(jìn)方向的導(dǎo)向系統(tǒng)鋪設(shè)地下管線。這項(xiàng)技術(shù)除了美、英、日等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家開始使用外，其他國(guó)家包括我國(guó)還處于開發(fā)的空白。從國(guó)外的一些公司的產(chǎn)品來(lái)看，其導(dǎo)向的精度，深度和功能雖然能滿足某些工程的作業(yè)要求。但是，從技術(shù)角度分析，這些導(dǎo)向系統(tǒng)在功能上還不夠全面，還不適合我國(guó)的國(guó)情。在性能和可靠性上還不夠完善，同時(shí)其價(jià)格也極其昂貴。不利于在我國(guó)大量推廣使用。
非開挖鋪管技術(shù)是指利用各種巖土鉆掘的設(shè)備和技術(shù)手段，在地表不開挖溝槽的條件下，鋪設(shè)、更換各種地下管線的施工技術(shù)。它與傳統(tǒng)的挖槽鋪管的施工方法相比，具有不影響交通、環(huán)保、施工時(shí)間短、成本低、應(yīng)用廣泛等許多特點(diǎn)。非開挖施工法中應(yīng)用較廣的為水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法，它可根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的鋪管線路驅(qū)動(dòng)裝有契形鉆頭的鉆桿從地面鉆入，并用非開挖導(dǎo)向儀導(dǎo)向，引導(dǎo)地下鉆頭進(jìn)行定向鉆進(jìn)來(lái)實(shí)施非開挖鋪設(shè)地下管線的目的。在非開挖導(dǎo)向鉆進(jìn)中，關(guān)鍵技術(shù)是應(yīng)用高精度非開挖導(dǎo)向儀對(duì)鉆孔軌跡進(jìn)行控制。而高精度非開挖導(dǎo)向儀又是整個(gè)鉆進(jìn)機(jī)械設(shè)備的核心。所以解決非開挖導(dǎo)向儀系統(tǒng)的技術(shù)問(wèn)題對(duì)我國(guó)大量推廣使用現(xiàn)代非開挖鋪管技術(shù)將帶來(lái)深遠(yuǎn)的意義。
由于非開挖導(dǎo)向儀及時(shí)地將地下鉆頭所處的工況姿態(tài)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、形象地顯示出來(lái)，讓地面操作人員根據(jù)所按收的信號(hào)參數(shù)實(shí)時(shí)掌握鉆孔軌跡，并指揮鉆機(jī)駕駛員及時(shí)修正和更改當(dāng)前的操作對(duì)軌跡實(shí)時(shí)控制；所以保證了鉆頭按照設(shè)計(jì)的路線軌跡完成非開挖施工，達(dá)到精確定向的目的。同時(shí)將各種數(shù)據(jù)保存起來(lái)。
由于非開挖導(dǎo)向儀必須面對(duì)各類巖土地層對(duì)不同頻譜電磁波穿透能力的阻礙，各種復(fù)雜的電磁干擾。因此對(duì)非開挖導(dǎo)向儀的發(fā)明設(shè)計(jì)要求很高。在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮高精度、抗溫漂、抗干擾、抗震動(dòng)，發(fā)射功率大、耗能低、接收靈敏度高、動(dòng)態(tài)顯示性能好，并選擇具有地層穿透力強(qiáng)、衰減小的發(fā)射頻率及在體積外型方面小型化。

發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，為了解決上述非開挖導(dǎo)向設(shè)計(jì)過(guò)程中的一系列技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明提供一種具有探測(cè)導(dǎo)向精度高、溫度漂移小、抗干擾、抗震動(dòng)能力強(qiáng)，發(fā)射功率大、地層穿透力強(qiáng)、衰減小、耗能低、接收靈敏度高、動(dòng)態(tài)顯示性能好、體積小的非開挖導(dǎo)向儀。該非開挖導(dǎo)向儀不僅具有國(guó)外同類產(chǎn)品的全部性能，而且性能優(yōu)良、可靠性高，穩(wěn)定性好，成本低廉，并完全適合我國(guó)的國(guó)情，再加上市場(chǎng)價(jià)格極其低廉，利于在我國(guó)大量推廣使用?？蓮V泛用于市政、電信、電力、石油、天然氣、煤氣、自來(lái)水、熱力、排污等一些無(wú)法實(shí)施開挖作業(yè)的地區(qū)鋪設(shè)管線的建設(shè)工程。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是它由探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭、跟蹤接收導(dǎo)向器、和鉆機(jī)同步顯示器三部分構(gòu)成。它包括可以測(cè)量鉆頭傾角(以水平面為基準(zhǔn)-50度-+50度)、面向角(以鉆頭軸芯為基準(zhǔn)0度-360度)、工作溫度、電池剩余能量的探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭置于地下導(dǎo)向鉆頭的內(nèi)部，用來(lái)監(jiān)測(cè)鉆頭所處的工況姿態(tài)，把導(dǎo)向鉆頭的面向角、傾角、溫度、電池剩余能量等重要信息參數(shù)通過(guò)低頻無(wú)線電波準(zhǔn)確無(wú)誤地發(fā)送給地面跟蹤接收導(dǎo)向器，跟蹤接收導(dǎo)向器跟蹤于地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭位于其垂直位置地面，用來(lái)接收地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭發(fā)來(lái)的地下導(dǎo)向鉆頭的無(wú)線電信號(hào)，通過(guò)顯示屏將導(dǎo)向鉆頭的面向角、傾角、溫度、電池剩余能量等參數(shù)全部直觀動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)，同時(shí)將全部信息通過(guò)高頻無(wú)線電波轉(zhuǎn)發(fā)給鉆機(jī)同步顯示器，鉆機(jī)同步顯示器位于鉆機(jī)駕駛艙內(nèi)，用來(lái)接收跟蹤接收導(dǎo)向器發(fā)來(lái)的無(wú)線電信號(hào)，通過(guò)顯示屏將地下導(dǎo)向鉆頭的面向角、傾角、深度、溫度、電池剩余能量等參數(shù)全部直觀動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)，同時(shí)經(jīng)電腦通訊接口將檢波出的串行信號(hào)送入PC機(jī)形象地顯示出地下鉆頭實(shí)時(shí)狀態(tài)。
由于本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，不僅具有國(guó)外同類產(chǎn)品的全部性能，而且性能優(yōu)良、工作時(shí)間長(zhǎng)、可靠性高、穩(wěn)定性好、成本低廉、能夠精確穩(wěn)定地工作，并完全適合我國(guó)的國(guó)情，再加上市場(chǎng)價(jià)格極其低廉，利于在我國(guó)大量推廣使用，達(dá)到了廣泛用于市政、電信、電力、石油、天然氣、煤氣、自來(lái)水、熱力、排污等一些無(wú)法實(shí)施開挖作業(yè)的地區(qū)鋪設(shè)管線工程的目的。
本發(fā)明的有益效果是1.由于采用了地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭、地面跟蹤接收導(dǎo)向器和鉆機(jī)同步顯示器組成的非開挖導(dǎo)向儀系統(tǒng)，所以在地表不開挖溝槽的條件下，達(dá)到了鋪設(shè)、更換各種地下管線施工的目的，它與傳統(tǒng)的挖槽鋪管的施工方法相比，具有不影響交通、環(huán)保、施工時(shí)間短、顯著提高了綜合性能。
2.本發(fā)明導(dǎo)向精度高、溫度漂移小、抗干擾、抗震動(dòng)能力強(qiáng)，發(fā)射功率大、地層穿透力強(qiáng)、衰減小、耗能低、接收靈敏度高、動(dòng)態(tài)顯示性能好、體積小。


圖一是本發(fā)明的電原理框圖。
圖中1探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭、2跟蹤接收導(dǎo)向器、3鉆機(jī)同步顯示器。
具體實(shí)施例方式
在圖一中，非開挖導(dǎo)向儀主要由探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭(1)、跟蹤接收導(dǎo)向器(2)、和鉆機(jī)同步顯示器(3)三部分構(gòu)成。
參照?qǐng)D一，可以測(cè)量鉆頭傾角(以水平面為基準(zhǔn)-50度-+50度)、面向角(以鉆頭軸芯為基準(zhǔn)0度-360度)、工作溫度、電池剩余能量的探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭(1)置于地下導(dǎo)向鉆頭的內(nèi)部，用來(lái)監(jiān)測(cè)鉆頭所處的工況姿態(tài)參數(shù)，把導(dǎo)向鉆頭的面向角、俯仰角、溫度、電池剩余能量等重要信息參數(shù)通過(guò)低頻無(wú)線電波準(zhǔn)確無(wú)誤地發(fā)送給地面跟蹤接收導(dǎo)向器(2)，跟蹤接收導(dǎo)向器(2)跟蹤于地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭(1)位于其垂直位置地面，用來(lái)接收地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭(1)發(fā)來(lái)的地下導(dǎo)向鉆頭的無(wú)線電信號(hào)，通過(guò)顯示屏將導(dǎo)向鉆頭的面向角、俯仰角、溫度、電池剩余能量等參數(shù)全部直觀動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)，同時(shí)將全部信息通過(guò)高頻無(wú)線電波轉(zhuǎn)發(fā)給鉆機(jī)同步顯示器(3)，鉆機(jī)同步顯示器(3)位于鉆機(jī)駕駛艙內(nèi)，用來(lái)接收跟蹤接收導(dǎo)向器(2)發(fā)來(lái)的無(wú)線電信號(hào)，通過(guò)顯示屏將地下導(dǎo)向鉆頭的面向角、俯仰角、深度、溫度、電池剩余能量等參數(shù)全部直觀動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)，同時(shí)經(jīng)電腦通訊接口將檢波出的串行信號(hào)送入PC機(jī)形象地顯示出地下鉆頭實(shí)時(shí)狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種非開挖導(dǎo)向儀，其特征是它由探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭、跟蹤接收導(dǎo)向器、和鉆機(jī)同步顯示器三部分構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非開挖導(dǎo)向儀，其特征是可以測(cè)量鉆頭傾角(以水平面為基準(zhǔn)-50度-+50度)、面向角(以鉆頭軸芯為基準(zhǔn)0度-360度)、工作溫度、電池剩余能量的探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭置于地下導(dǎo)向鉆頭的內(nèi)部，用來(lái)監(jiān)測(cè)鉆頭所處的工況姿態(tài)，把導(dǎo)向鉆頭的面向角、傾角、溫度、電池剩余能量等重要信息參數(shù)通過(guò)低頻無(wú)線電波準(zhǔn)確無(wú)誤地發(fā)送給地面跟蹤接收導(dǎo)向器，跟蹤接收導(dǎo)向器跟蹤于地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭位于其垂直位置地面，用來(lái)接收地下探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭發(fā)來(lái)的地下導(dǎo)向鉆頭的無(wú)線電信號(hào)，通過(guò)顯示屏將導(dǎo)向鉆頭的面向角、傾角、溫度、電池剩余能量等參數(shù)全部直觀動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)，同時(shí)將全部信息通過(guò)高頻無(wú)線電波轉(zhuǎn)發(fā)給鉆機(jī)同步顯示器，鉆機(jī)同步顯示器位于鉆機(jī)駕駛艙內(nèi)，用來(lái)接收跟蹤接收導(dǎo)向器發(fā)來(lái)的無(wú)線電信號(hào)，通過(guò)顯示屏將地下導(dǎo)向鉆頭的面向角、傾角、深度、溫度、電池剩余能量等參數(shù)全部直觀動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)，同時(shí)經(jīng)電腦通訊接口將檢波出的串行信號(hào)送入PC機(jī)形象地顯示出地下鉆頭實(shí)時(shí)狀態(tài)。
全文摘要
一種非開挖導(dǎo)向儀，一種由探測(cè)導(dǎo)向發(fā)射探頭、跟蹤接收導(dǎo)向器、鉆機(jī)同步顯示器構(gòu)成的非開挖導(dǎo)向儀，可以將地下鉆頭工況姿態(tài)通過(guò)低頻無(wú)線電波準(zhǔn)確無(wú)誤地發(fā)送給地面，經(jīng)顯示屏將導(dǎo)向鉆頭的面向角、俯仰角、深度、溫度、電池剩余能量等參數(shù)全部直觀動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)，同時(shí)經(jīng)電腦接口將檢波出的串行信號(hào)送入PC機(jī)形象地顯示出地下鉆頭實(shí)時(shí)狀態(tài)。達(dá)到可以在地表不開挖溝槽的條件下，鋪設(shè)、更換各種電信、電力、石油、煤氣、自來(lái)水、排污等地下管線的目的。本發(fā)明不僅具有國(guó)外同類產(chǎn)品的全部性能，而且性能優(yōu)良、工作時(shí)間長(zhǎng)、精度可靠性高、成本低廉、能夠確穩(wěn)定地工作。
文檔編號(hào)E21F17/00GK1563904SQ20041003202
公開日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月27日
發(fā)明者趙晶 申請(qǐng)人:趙晶