CN201280927Y - 一种地下管线探测预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可以结合水平导向钻使用的用于非开挖施工的地下管线探测预警装置，依序可分为探头舱、随钻探测电路舱以及随钻姿态测量电路舱三个舱段，三者通过防水航空插头进行电气连接，采用螺纹进行机械连接，采用“O”型圈进行密封。探头舱和随钻探测电路舱组成声波测量装置，用以收发声波信号，探测装置周围环境；随钻姿态测量电路舱为定位定向装置，用以确定装置位置、姿态及行进路线。本实用新型的优点在于，可以有效探测钻杆周围一定范围内的障碍物，降低干扰，提高精度。同时本装置能够有效获得稳定可靠的连续姿态和位置信息。总体来说本实用新型抗干扰能力强，测量精度高，增强了非开挖施工的安全性，提高了效率。

Description

一种地下管线探测预警装置

技术领域

本实用新型涉及一种探测装置，特别涉及一种用于地下管线的探测预警装置。

背景技术

目前，在非开挖施工中，普遍采用的地下管线探测有探地雷达、地下管线探测仪等，这些方法一般存在使用场地受限、抗干扰能力差、存在探测盲区或者对探测人员素质要求过高等方面的问题，难以很好的完成施工中的障碍物的探测。同时，普遍采用的水平钻定向定位仪，按照其工作原理主要分为两类：光电式测斜仪，电磁式测斜仪。第一类是采用光源经纬仪摄像原理，通过光—电转换实现对水平钻井方位角和倾斜角的测量，由于光电设备对环境的要求非常苛刻，并且测量精度低，从而不能满足水平钻井恶劣环境的使用条件。第二类是通过地磁场测量的方法来给出方位角和倾斜角，这类仪器，由于测量结果易受附近铁磁物质干扰，从而不能精确测量水平钻井的姿态和位置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测量精度高，不易受到环境干扰，并且可以结合水平钻使用，能够精确测量水平导向钻姿态的有利于非开挖施工的地下管线探测预警装置。

为达到上述目的本实用新型提供了一种新型地下管线探测预警装置，所述的探测预警装置分为三个舱段，分别依序为探头舱、随钻探测电路舱以及随钻姿态测量电路舱，三者通过防水航空插头进行电气连接，采用螺纹进行机械连接，各舱都采用“O”型圈进行密封，且每个舱段采用独立密封结构，相互之间不受影响。探头舱和随钻探测电路舱组成声波测量装置，随钻姿态测量电路舱为定位定向装置。

在所述的探头舱的舱体上安装有声波发射探头以及两个接收探头，舱内安装有电池组。探头舱舱体的外壳与发射探头和接收探头的外壳之间有1.5mm的间隔，以消除收发装置之间的直波干扰。

为了提高声波发射探头和土壤的耦合，所述的声波发射探头连接了探头舱外的耦合块。

随钻探测电路舱安装随钻探测电路板，随钻探测电路板连接电池组，由电池组进行供电，并连接输出到声波发射探头，其输入端连接声波接收探头，用以接收声波信号。

随钻姿态测量电路舱安装有用以测量角速度信号的三轴光纤陀螺、用来测量空间方向的加速度信号的三轴加速度计、用来测量地下磁场强度信号的电子罗盘、用来测量倾角信号的倾斜计和上述部件的相应数据采集电路以及电源。三轴光纤陀螺、三轴加速度计、电子罗盘、倾斜计共同构成地下惯性测量系统。三轴光纤陀螺、三轴加速度计、电子罗盘和倾斜计均连接输出到数据采集电路板。隔离电源板连接电池组，由电池组供电并连接数据采集电路板。数据采集电路板通过通讯电缆连接随钻探测电路板实现数据交换。数据采集电路板采集地下惯性测量系统测得的数值，实时发送数据到地面系统，从而可以得到本装置所处的位置、姿态及行进路线。

本实用新型的优点在于，将本探测预警装置安装在施工用钻头上，通过引入声学探测技术，其声波测量装置可以实现“随钻随测”，有效探测钻杆周围一定范围内的障碍物，降低干扰，提高探测精度。同时本装置的定位定向装置能有效获得稳定可靠的连续姿态和位置信息。机械结构采用模块化设计，可方便拆卸和封装，结构密封性好，有效防水，具有良好的实用性。总体来说本实用新型抗干扰能力强，测量精度高，工作稳定、可靠，增强了非开挖施工的安全性，提高了施工效率，有效地降低了非开挖施工成本和风险。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的器件连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-2说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，所述的探测预警装置分为三个舱段，分别依序为探头舱100、随钻探测电路舱200以及随钻姿态测量电路舱300，三者通过防水航空插头进行电气连接，采用螺纹进行机械连接，各舱都采用“O”型圈进行密封，且每个舱段采用独立密封结构，相互之间不受影响。探头舱100和随钻探测电路舱200组成声波测量装置，随钻姿态测量电路舱300为定位定向装置。同时还连接有用以连接导向钻钻杆的导向钻钻杆接头400和接插件500。

在所述的探头舱100的舱体上安装有稀土铽镝铁大磁致伸缩材料声波发射探头110以及两个GYH-2型声波接收探头121、122，舱内安装有电池组130。探头舱100舱体的外壳与发射探头110和接收探头121、122的外壳之间有1.5mm的间隔，以消除收发装置之间的直波干扰。为了提高声波发射探头110和土壤的耦合，所述的声波发射探头110连接了探头舱100外的耦合块140。

所述的随钻探测电路舱200安装随钻探测电路板210，并电气连接探头舱100的各个部件。如图2所示随钻探测电路板210连接电池组130并由其供电，并连接输出到声波发射探头110，其输入端连接声波接收探头121、122，用以接收声波信号。

如图1所示，随钻姿态测量电路舱300安装有用以测量角速度信号的三轴光纤陀螺(NT100)310、用来测量空间方向的加速度信号的三轴加速度计(QTZ-1)320、用来测量地下磁场强度信号的电子罗盘(HMR3000)330、用来测量倾角信号的倾斜计(SANG1000)340以及与上述部件相对应的陀螺电路板311、数据采集电路350和隔离电源板360。三轴光纤陀螺310、三轴加速度计320、电子罗盘330、倾斜计340共同构成地下惯性测量系统。如图2所示，三轴光纤陀螺310、三轴加速度计320、电子罗盘330和倾斜计340均连接输出到数据采集电路板350。隔离电源板360由电池组130供电并连接数据采集电路板350。数据采集电路板350通过通讯电缆600连接随钻探测电路板210实现数据交换。数据采集电路板350采集地下惯性测量系统测得的数值，实时发送数据到地面系统，从而可以得到本装置所处的位置、姿态及行进路线。

Claims (7)

1.一种地下管线探测预警装置，其特征在于：包括依次连接的探头舱(100)、随钻探测电路舱(200)和随钻姿态测量电路舱(300)。

2.如权利要求1所述的地下管线探测预警装置，其特征在于：所述的探头舱(100)、随钻探测电路舱(200)和随钻姿态测量电路舱(300)均通过防水航空插头进行电气连接，通过螺纹进行机械连接，并采用“O”型圈进行密封。

3.如权利要求1所述的地下管线探测预警装置，其特征在于：在所述的探头舱(100)的舱体上安装有声波发射探头(110)以及接收探头(121)、(122)，舱内安装有电池组(130)。

4.如权利要求3所述的地下管线探测预警装置，其特征在于：所述的探头舱(100)的舱体外壳与所述的发射探头(110)和接收探头(121)、(122)的外壳之间有间隔。

5.如权利要求3所述的地下管线探测预警装置，其特征在于：所述的声波发射探头(110)连接了探头舱(100)外的耦合块(140)。

6.如权利要求1所述的地下管线探测预警装置，其特征在于：所述的随钻探测电路舱(200)安装有随钻探测电路板(210)，随钻探测电路板(210)连接所述的电池组(130)由其供电，并连接输出到声波发射探头(110)，其输入端连接声波接收探头(121)、(122)，用以接收声波信号。

7.如权利要求1所述的地下管线探测预警装置，其特征在于：所述的随钻姿态测量电路舱安装有用以测量角速度信号的三轴光纤陀螺(310)、用来测量空间方向的加速度信号的三轴加速度计(320)、用来测量地下磁场强度信号的电子罗盘(330)和用来测量倾角信号的倾斜计(340)；三轴光纤陀螺(310)、三轴加速度计(320)、电子罗盘(330)和倾斜计(340)均连接输出到数据采集电路板(350)；还安装有连接电池组(130)并由电池组(130)供电的隔离电源板(360)，该隔离电源板(360)连接数据采集电路板(350)；数据采集电路板(350)通过通讯电缆(600)连接所述的随钻探测电路板(210)实现数据交换。

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