CN111550193A - 一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头及方法。本发明通过勘探钻头、定向金属感应报警器、数据电缆、数据无线接发器、直流电源、控制手簿和电源电缆有机组合而成；勘探钻头是中空柱状体且前端为锥形；定向金属感应报警器连接在勘探钻头前端的空腔内；数据无线接发器和直流电源从下至上依次连接在勘探钻头内空腔的末端；直流电源通过电源电缆与定向金属感应报警器电连接；数据无线接发器通过数据电缆与定向金属感应报警器电信号连接；控制手簿与数据无线接发器电信号连接。本发明能够动态、自动测定地埋金属管道位置深度，自动快速预警，避免在岩土工程勘探中因地埋金属管道位置、埋深信息不明所发生的钻探安全事故。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程勘探技术领域，具体涉及一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头及方法。
背景技术
随着社会的发展，各类建设工程如同雨后春笋一样在祖国的各地建设开来，根据先关规定，各类建设工程在设计、施工前必须进行岩土工程勘察，而在我国岩土工程勘察相关规范的要求中，钻探是场地岩土工程勘察的主要手段，目前钻探的方法有回旋钻进和冲击钻进，且绝大部分为回旋钻进，采用的钻头为合金麻花钻头。
但随着工程建设的不断推进，大量的重建、改建、扩建等工程项目逐年增多，由于原有建筑场地内存在着大量的输油、输气、输电、供暖、供水、排污等地埋金属管道，且因为原有建筑场年代久远管道施工图纸缺失，导致管道位置、埋深均不明确，给岩土工程钻探带来极大的安全隐患，轻则损坏管道输送介质泄露，重则导致人身财产安全事故。目前，为了避免在岩土工程钻探钻进时钻头钻触金属管道，往往在钻探前采取人工开挖的方式进行探寻或采用地面金属探测仪进行探测。
采取人工开挖的方式进行探寻存在的技术缺陷：无法提前确定金属管道位置，盲目开挖，导致开挖范围广、土方量大，且破坏原始场地地层后期钻孔勘探无法成孔；采用地面金属探测仪进行探测存在的技术缺陷：地面金属探测仪无法动态、精确定位金属管道位置和埋深，后期进行钻探任存在安全风险。
发明内容
本发明提供了一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头及方法，目的在于提供一种能够动态、自动测定地埋金属管道位置深度，自动快速安全预警的勘探钻头装置，从而避免在岩土工程勘探过程中因地埋金属管道位置、埋深信息不明的情况下，发生钻探安全事故。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头包括勘探钻头、定向金属感应报警器、数据电缆、数据无线接发器、直流电源、控制手簿和电源电缆；所述的勘探钻头是中空柱状体，勘探钻头的前端为锥形；所述定向金属感应报警器连接在勘探钻头前端的空腔内；所述数据无线接发器和直流电源从下至上依次连接在勘探钻头内空腔的末端；所述直流电源通过电源电缆与定向金属感应报警器电连接；所述数据无线接发器通过数据电缆与定向金属感应报警器电信号连接；所述的控制手簿与数据无线接发器电信号连接。
所述的控制手簿至少包括信号接发器、数据处理器和数据报警器控制器；所述的信号接发器分别与无线接发器、数据处理器电信号连接；所述数据报警器控制器与数据处理器电信号连接。
所述的勘探钻头的外侧壁设置有连续螺旋形叶片。
所述的连续螺旋形叶片采用的是高强度耐磨塑料或玻璃钢。
所述的勘探钻头采用的是高强度非金属材料。
所述的高强度非金属材料包括高强度耐磨塑料或玻璃钢。
所述的数据电缆和电源电缆分别设置两根，两根数据电缆双通道输入输出链接并互为备份数据链接，两根电源电缆顺次正负极连接。
所述的数据电缆和电源电缆的长度均为48-52cm。
所述的定向金属感应报警器连接在距离勘探钻头前端端头1cm的空腔内。
一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头的勘探方法，包括如下步骤
步骤一：将岩土工程勘探钻头装置与钻机连接；
步骤二：钻机启动，勘探钻头钻进，直流电源向定向金属感应报警器供电，若定向金属感应报警器在勘探钻头下端端头部钻进30cm范围内测到金属介质，通过数据电缆传递信号给数据无线接发器，数据无线接发器将信号无线传输给地面的控制手簿，通过控制手簿内集成的数据无线接发器和数据报警器控制器对信号的接收与处理，向钻机发送停机指令。
有益效果：
(1)本发明通过在勘探钻头前端设置定向金属感应报警器，使勘探钻头在土层中的钻进过程中，能及时有效地发现探测距离在40cm范围内的金属管道，并及时果断的控制钻进，完全避免了应盲目钻进带来破坏管道的严重安全后果。
(2)本发明装置造价低廉、操作简单，对技术人员无更高的技术、经验要求，而且保证了岩土工程勘探的安全性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明正面结构示意图。
图2是本发明的控制手簿正面结构示意图。
图中：1-勘探钻头；2-定向金属感应报警器；3-数据电缆；4-数据无线接发器；5-直流电源；6-控制手簿；7-电源电缆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
参照图1～2所示的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，包括勘探钻头1、定向金属感应报警器2、数据电缆3、数据无线接发器4、直流电源5、控制手簿6和电源电缆7；所述的勘探钻头1是中空柱状体，勘探钻头1的前端为锥形；所述定向金属感应报警器2连接在勘探钻头1前端的空腔内；所述数据无线接发器4和直流电源5从下至上依次连接在勘探钻头1内空腔的末端；所述直流电源5通过电源电缆7与定向金属感应报警器2电连接；所述数据无线接发器4通过数据电缆3与定向金属感应报警器2电信号连接；所述的控制手簿6与数据无线接发器4电信号连接。
在实际使用时，首先将岩土工程勘探钻头装置与钻机连接；然后钻机启动，勘探钻头1钻进，直流电源5通过电源电缆7向定向金属感应报警器2供电，若定向金属感应报警器2在勘探钻头1下端端头部钻进30cm范围内测到金属介质，通过数据电缆3传递信号给数据无线接发器4，数据无线接发器4将信号无线传输给地面的控制手簿6，控制手簿6接收并处理信号后，向钻机发送停机指令。
本发明通过本发明通过在勘探钻头前端设置定向金属感应报警器，使勘探钻头在土层中的钻进过程中，能及时有效地发现探测距离在40cm范围内的金属管道，并及时果断的控制钻进，完全避免了应盲目钻进带来破坏管道的严重安全后果。
本发明造价低廉、操作简单，对技术人员无更高的技术、经验要求，而且保证了岩土工程勘探的安全性。
实施例二：
参照图1和图2所示的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，与实施例一不同之处在于：所述的控制手簿6至少包括信号接发器、数据处理器和数据报警器控制器；所述的信号接发器分别与无线接发器4、数据处理器电信号连接；所述数据报警器控制器与数据处理器电信号连接。
在实际使用时，当定向金属感应报警器2在勘探钻头1下端端头部钻进30cm范围内测到金属介质，通过数据电缆3传递信号给数据无线接发器4，数据无线接发器4将信号无线传输给地面的控制手簿6，控制手簿6中的信号接发器接收到信号后发送给数据处理器进行处理，并将处理结果通过信号接发器发送给无线接发器4及数据报警器控制器，无线接发器4对钻机进行控制，数据报警器控制器发出警报。
实施例三：
参照图1所示的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，与实施例一不同之处在于：所述的勘探钻头1的外侧壁设置有连续螺旋形叶片。
优选的是所述的连续螺旋形叶片采用的是高强度耐磨塑料或玻璃钢。
在实际使用时，勘探钻头1采用本技术方案，使得勘探钻头1在岩土中钻进时，钻进更加快捷，效率更高。
连续螺旋形叶片采用耐磨材料，能够有效延长连续螺旋形叶片使用寿命。
实施例四：
参照图1所示的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，与实施例一不同之处在于：所述的勘探钻头1采用的是高强度非金属材料。
优选的是所述的高强度非金属材料包括高强度耐磨塑料或玻璃钢。
在实际使用时，勘探钻头1采用高强度非金属材料，在有效延长勘探钻头1使用寿命的同时，节约成本。
实施例五：
参照图1所示的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，与实施例一不同之处在于：所述的数据电缆3和电源电缆7分别设置两根，两根数据电缆3双通道输入输出链接并互为备份数据链接，两根电源电缆顺次正负极连接。
优选的是所述的数据电缆3和电源电缆7的长度均为48-52cm。
在实际使用时，数据电缆3和电源电缆7采用本技术方案，有效提高了数据和电源传输的可靠性，确保勘探钻头1在高速旋转和高震动状况下的稳定和可靠。
实施例六：
参照图1所示的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，与实施例一不同之处在于：所述的定向金属感应报警器2连接在距离勘探钻头1前端端头1cm的空腔内。
在实际使用时，定向金属感应报警器2连接在距离勘探钻头1前端端头1cm的空腔内，能够有效覆盖勘探钻头1下方一定范围和深度，确保了探测的准确性，保证了钻探工作的安全进行。
实施例七：
一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头的勘探方法，包括如下步骤
步骤一：将岩土工程勘探钻头装置与钻机连接；
步骤二：钻机启动，勘探钻头1钻进，直流电源5向定向金属感应报警器2供电，若定向金属感应报警器2在勘探钻头1下端端头部钻进30cm范围内测到金属介质，通过数据电缆3传递信号给数据无线接发器4，数据无线接发器4将信号无线传输给地面的控制手簿6，通过控制手簿6内集成的数据无线接发器和数据报警器控制器对信号的接收与处理，向钻机发送停机指令。
在实际使用时，当岩土工程勘探钻头1钻进时，直流电源5向定向金属感应报警器2供电，定向金属感应报警器2在钻头下端部钻进30cm范围内测到金属管道及时触发感应报警信号，随即通过数据电缆3传递信号与上部数据无线接发器4，数据无线接发器4通过无线电或蓝牙将信号无线传输与地面人员操作的控制手簿6，通过控制手簿6内集成的数据无线接发器和数据报警器控制器判断、分析、控制，如遇紧急情况控制手簿6向钻机发送停机指令。
综上所述，本发明通过勘探钻头、定向金属感应报警器、数据电缆、数据无线接发器、直流电源、控制手簿和电源电缆有机组合而成；勘探钻头是中空柱状体且前端为锥形；定向金属感应报警器连接在勘探钻头前端的空腔内；数据无线接发器和直流电源从下至上依次连接在勘探钻头内空腔的末端；直流电源通过电源电缆与定向金属感应报警器电连接；数据无线接发器通过数据电缆与定向金属感应报警器电信号连接；控制手簿与数据无线接发器电信号连接。本发明能够动态、自动测定地埋金属管道位置深度，自动快速预警，避免在岩土工程勘探中因地埋金属管道位置、埋深信息不明所发生的钻探安全事故。
本发明能够适用于具有潜在地埋金属管道场地岩土工程勘探动态提前预警的场地勘探，将先进的定向金属感应报警和无线信号传输应用到本发明中，能够动态的提前预警岩土工程勘探拟建场地潜在地埋金属管道；本发明装置造价低廉、操作简单，对技术人员无更高的技术、经验要求，而且保证了岩土工程勘探的安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，其特征在于：包括勘探钻头(1)、定向金属感应报警器(2)、数据电缆(3)、数据无线接发器(4)、直流电源(5)、控制手簿(6)和电源电缆(7)；所述的勘探钻头(1)是中空柱状体，勘探钻头(1)的前端为锥形；所述定向金属感应报警器(2)连接在勘探钻头(1)前端的空腔内；所述数据无线接发器(4)和直流电源(5)从下至上依次连接在勘探钻头(1)内空腔的末端；所述直流电源(5)通过电源电缆(7)与定向金属感应报警器(2)电连接；所述数据无线接发器(4)通过数据电缆(3)与定向金属感应报警器(2)电信号连接；所述的控制手簿(6)与数据无线接发器(4)电信号连接。
2.如权利要求1所述的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，其特征在于：所述的控制手簿(6)至少包括信号接发器、数据处理器和数据报警器控制器；所述的信号接发器分别与无线接发器(4)、数据处理器电信号连接；所述数据报警器控制器与数据处理器电信号连接。
3.如权利要求1所述的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，其特征在于：所述的勘探钻头(1)的外侧壁设置有连续螺旋形叶片。
4.如权利要求3所述的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，其特征在于：所述的连续螺旋形叶片采用的是高强度耐磨塑料或玻璃钢叶片。
5.如权利要求1或3所述的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，其特征在于：所述的勘探钻头(1)采用的是高强度非金属材料。
6.如权利要求5所述的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，其特征在于：所述的高强度非金属材料包括高强度耐磨塑料或玻璃钢。
7.如权利要求1所述的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，其特征在于：所述的数据电缆(3)和电源电缆(7)分别设置两根，两根数据电缆(3)双通道输入输出链接并互为备份数据链接，两根电源电缆(7)顺次正负极连接。
8.如权利要求1或7所述的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，其特征在于：所述的数据电缆(3)和电源电缆(7)的长度均为48-52cm。
9.如权利要求1所述的一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头，其特征在于：所述的定向金属感应报警器(2)连接在距离勘探钻头(1)前端端头1cm的空腔内。
10.一种可提前预警地埋金属管道的工程勘探钻头的勘探方法，其特征在于，包括如下步骤
步骤一：将岩土工程勘探钻头装置与钻机连接；
步骤二：钻机启动，勘探钻头(1)钻进，直流电源(5)向定向金属感应报警器(2)供电，若定向金属感应报警器(2)在勘探钻头(1)下端端头部钻进30cm范围内测到金属介质，通过数据电缆(3)传递信号给数据无线接发器(4)，数据无线接发器(4)将信号无线传输给地面的控制手簿(6)，通过控制手簿(6)内集成的数据无线接发器和数据报警器控制器对信号的接收与处理，向钻机发送停机指令。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113253259A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-13 | 广州铭子通科技有限公司 | 一种深埋地下管道探测系统 |
| CN114706132A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-07-05 | 浙江图维科技股份有限公司 | 一种地下电缆探测装置及钻探一体设备的制作方法 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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