CN115822567A - 测斜装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开测斜装置及方法，测斜装置，包括第一测杆、第二测杆和连接头，所述第一测杆的一端上固定安装有第一转轴，所述第一测杆通过第一转轴与所述连接头的第一端铰接，所述第二测杆的一端上固定安装有第二转轴，所述第二测杆通过第二转轴与所述连接头的第二端铰接。本发明，通过设置线性电阻和指针，能够利用第一测杆或第二测杆的转动驱动指针在线性电阻上摆动，改变电阻值，根据电阻值的变化便能简单、便捷的测算出孔眼的斜度变化，通过设置连接头和相互垂直的第一转轴和第二转轴，能够对孔眼的纵向、横向测斜，并且第一转轴和第二转轴相互配合后，能够对各个朝向的角度进行测量，不受外界因素的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及钻孔测斜技术领域。具体地说是测斜装置及方法。
背景技术
在进行钻孔作业中，需要及时对孔眼进行检测，以保证孔眼沿预设路线钻进，传统的陀螺仪等检测方式存在成本较高或受地磁及周围环境磁性干扰，对水平方向尤其是东西方向的检测精度不够等缺陷，传统光学检测方式一般仅能对直孔进行测斜。缺乏成本低、适用性强且检测精度高的测斜设备。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种测量钻杆全深度范围钻杆空间位置具有较高精度的测斜装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：测斜装置，包括第一测杆、第二测杆和连接头，所述第一测杆的一端上固定安装有第一转轴，所述第一测杆通过第一转轴与所述连接头的第一端铰接，所述第二测杆的一端上固定安装有第二转轴，所述第二测杆通过第二转轴与所述连接头的第二端铰接；所述连接头的两端内均安装有支撑盘，所述支撑盘上设置有线性电阻，所述第一转轴上和所述第二转轴上均固定安装有指针，两个所述指针的端部分别搭接在两个所述线性电阻上并与所述线性电阻表面电连接。
上述测斜装置，所述第一转轴和所述第二转轴均沿所述连接头的径向设置，所述第一转轴和所述第二转轴相互垂直。
上述测斜装置，所述支撑盘上开设有弧形凹槽，所述线性电阻安装在所述弧形凹槽内。
上述测斜装置，所述第二测杆内安装有电阻测量机构和信号发射装置，所述线性电阻的一端与所述电阻测量机构的负极端电连接，所述指针的端部与所述电阻测量机构的正极端电连接，所述电阻测量机构的输出端与所述信号发射装置通信连接。
测斜方法，利用上述测斜装置进行测斜，包括以下步骤：
步骤A：将测斜装置推入钻孔内；
步骤B：在连接头的作用下，第一测杆和第二测杆随着钻孔的倾斜方向而倾斜；
步骤C：第一测杆相对连接头倾斜时，第一测杆带动第一转轴和第一转轴上的指针同步倾斜摆动，第一转轴上的指针在线性电阻上滑动；第二测杆相对连接头倾斜时，第二测杆带动第二转轴上的指针同步倾斜摆动，第二转轴上的指针在线性电阻上滑动；
步骤D：随着指针在线性电阻上滑动，电阻值随之改变，电阻测量机构检测并记录实时阻值，并将数据传输至信号发射装置，根据阻值变化计算得出钻孔斜度变化。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
1、本发明，通过设置线性电阻和指针，能够利用第一测杆或第二测杆的转动驱动指针在线性电阻上摆动，改变电阻值，根据电阻值的变化便能简单、便捷的测算出孔眼的斜度变化。
2、本发明，通过设置连接头和相互垂直的第一转轴和第二转轴，能够对孔眼的纵向、横向测斜，并且第一转轴和第二转轴相互配合后，能够对各个朝向的角度进行测量，不受外界因素的干扰。
附图说明
图1本发明测斜装置的正视结构示意图；
图2本发明连接头的剖面结构示意图；
图3本发明线性电阻安装在支撑盘上的示意图。
图中附图标记表示为：1-第一测杆；2-第二测杆；3-第一转轴；4-第二转轴；5-连接头；6-电阻测量机构；7-信号发射装置；8-支撑盘；9-线性电阻；10-弧形凹槽；11-指针。
具体实施方式
实施例1
本实施例中的测斜装置，请参阅图1-2，包括第一测杆1、第二测杆2和连接头5，所述第一测杆1的一端上固定安装有第一转轴3，所述第一测杆1通过第一转轴3与所述连接头5的第一端铰接，所述第二测杆2的一端上固定安装有第二转轴4，所述第二测杆2通过第二转轴4与所述连接头5的第二端铰接；所述连接头5的两端内均固定安装有支撑盘8，所述支撑盘8上设置有线性电阻9，所述第一转轴3上和所述第二转轴4上均固定安装有指针11，所述指针11与转轴4的连接处为绝缘安装，两个所述指针11的端部分别搭接在两个所述线性电阻9上并与所述线性电阻9表面电连接，所述第二测杆2内安装有电阻测量机构6和信号发射装置7，所述线性电阻9的一端与所述电阻测量机构6的负极端电连接，所述指针11的端部与所述电阻测量机构6的正极端电连接，所述电阻测量机构6的输出端与所述信号发射装置7通信连接，电阻测量机构6内置有测量电源。
如图2所示，所述第一转轴3和所述第二转轴4均沿所述连接头5的径向设置，所述第一转轴3和所述第二转轴4相互垂直，使第一测杆1和第二测杆2能够朝不同的方向转动。
如图3所示，所述支撑盘8上开设有弧形凹槽10，所述弧形凹槽10与相应的转轴同轴设置，所述线性电阻9安装在所述弧形凹槽10内，线性电阻9为弧形，并且与相应的转轴同轴设置，所述第一测杆1与连接头5铰接的一端上和所述第二测杆2与连接头5铰接的一端上均设置有弧形滑块，所述弧形滑块滑动配合在弧形凹槽10内，从而利用弧形凹槽10起到限位的作用。
工作流程：本测斜装置，能够适用于不同的孔眼测斜，如水平孔或竖直孔，尤其适用于水平孔，相较于传统的重力测量方式，不受角度和运动状态的影响，有利于提高测量精度，测量时，将测斜装置通过钻孔设备推入孔眼内，当孔眼倾斜时，第一测杆1或第二测杆2会随着孔眼的倾斜而倾斜，从而带动第一转轴3或第二转轴4上的指针11在线性电阻9上滑动，从而实现电阻的改变，电阻测量机构6检测并记录实时阻值，信号发射装置7将数据传输至地面控制设备，对数据进行计算获得孔眼的角度值。
实施例2
本实施例中的测斜方法，利用实施例1中的测斜装置进行测斜，包括以下步骤：
步骤A：将测斜装置推入钻孔内；
步骤B：在连接头5的作用下，第一测杆1和第二测杆2随着钻孔的倾斜方向而倾斜；
步骤C：第一测杆1相对连接头5倾斜时，第一测杆1带动第一转轴3和第一转轴3上的指针11同步倾斜摆动，第一转轴3上的指针11在线性电阻9上滑动；第二测杆2相对连接头5倾斜时，第二测杆2带动第二转轴4上的指针11同步倾斜摆动，第二转轴4上的指针11在线性电阻9上滑动；
步骤D：随着指针11在线性电阻9上滑动，电阻值随之改变，电阻测量机构6检测并记录实时阻值，并将数据传输至信号发射装置7，根据阻值变化计算得出钻孔斜度变化。
例如，为测得某钻孔的全深度范围内的空间位置，布置N个测杆，测杆之间设置前述连接头5用以测定两相邻测杆之间的位置关系。自孔口向内编号分别为1、2、3……N。对于1号测杆，其空间位置可通过在测杆1外露端部A处内置激光发射器，该激光器可发射沿测杆1轴线方向的激光，通过经纬仪测量1号测杆杆端A及激光束指向的点B的坐标位置，确定1号测杆的空间位置，然后依次根据前述方法确定各测杆间的相对位置关系，确定所测钻孔的全深度范围的空间位置。单节测杆的长度可根据所测钻孔的弯曲度合理选用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。
Claims (5)
1.测斜装置，其特征在于，包括第一测杆(1)、第二测杆(2)和连接头(5)，所述第一测杆(1)的一端上固定安装有第一转轴(3)，所述第一测杆(1)通过第一转轴(3)与所述连接头(5)的第一端铰接，所述第二测杆(2)的一端上固定安装有第二转轴(4)，所述第二测杆(2)通过第二转轴(4)与所述连接头(5)的第二端铰接；所述连接头(5)的两端内均安装有支撑盘(8)，所述支撑盘(8)上设置有线性电阻(9)，所述第一转轴(3)上和所述第二转轴(4)上均固定安装有指针(11)，两个所述指针(11)的端部分别搭接在两个所述线性电阻(9)上并与所述线性电阻(9)表面电连接。
2.根据权利要求1所述的测斜装置，其特征在于，所述第一转轴(3)和所述第二转轴(4)均沿所述连接头(5)的径向设置，所述第一转轴(3)和所述第二转轴(4)相互垂直。
3.根据权利要求1所述的测斜装置，其特征在于，所述支撑盘(8)上开设有弧形凹槽(10)，所述线性电阻(9)安装在所述弧形凹槽(10)内。
4.根据权利要求1所述的测斜装置，其特征在于，所述第二测杆(2)内安装有电阻测量机构(6)和信号发射装置(7)，所述线性电阻(9)的一端与所述电阻测量机构(6)的负极端电连接，所述指针(11)的端部与所述电阻测量机构(6)的正极端电连接，所述电阻测量机构(6)的输出端与所述信号发射装置(7)通信连接。
5.测斜方法，利用权利要求1-4任一所述的测斜装置进行测斜，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：将测斜装置推入钻孔内；
步骤B：在连接头(5)的作用下，第一测杆(1)和第二测杆(2)随着钻孔的倾斜方向而倾斜；
步骤C：第一测杆(1)相对连接头(5)倾斜时，第一测杆(1)带动第一转轴(3)和第一转轴(3)上的指针(11)同步倾斜摆动，第一转轴(3)上的指针(11)在线性电阻(9)上滑动；第二测杆(2)相对连接头(5)倾斜时，第二测杆(2)带动第二转轴(4)上的指针(11)同步倾斜摆动，第二转轴(4)上的指针(11)在线性电阻(9)上滑动；
步骤D：随着指针(11)在线性电阻(9)上滑动，电阻值随之改变，电阻测量机构(6)检测并记录实时阻值，并将数据传输至信号发射装置(7)，根据阻值变化计算得出钻孔斜度变化。
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