JPH04143399A - 掘進ヘッドの位置検出装置 - Google Patents
掘進ヘッドの位置検出装置Info
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- JPH04143399A JPH04143399A JP2266023A JP26602390A JPH04143399A JP H04143399 A JPH04143399 A JP H04143399A JP 2266023 A JP2266023 A JP 2266023A JP 26602390 A JP26602390 A JP 26602390A JP H04143399 A JPH04143399 A JP H04143399A
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- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 54
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
- E21B47/024—Determining slope or direction of devices in the borehole
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
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- E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
- E21B47/0228—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor
- E21B47/0232—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor at least one of the energy sources or one of the detectors being located on or above the ground surface
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- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
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- Earth Drilling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、地中に管路設備を非開削で埋設する場合に用
いられる地中掘進機の掘進ヘッド位置の主に軸心に対す
る円周方向向きを電磁誘導の原理によって測定する掘進
ヘッドの位置検出装置に関するものである。
いられる地中掘進機の掘進ヘッド位置の主に軸心に対す
る円周方向向きを電磁誘導の原理によって測定する掘進
ヘッドの位置検出装置に関するものである。
（従来の技術）
従来、管路を計画線通りに掘進するためには、掘進ヘッ
ドの水平及び垂直位置を測定し、計画線に対するズレを
修正しなから掘進を進める必要がある。
ドの水平及び垂直位置を測定し、計画線に対するズレを
修正しなから掘進を進める必要がある。
この・場合において水平及び垂直位置の測定方法は、液
体を利用した深度センサや磁気センサによるものが実用
化されており、通常、掘進ヘッドに内蔵されたセンサか
ら、センサ出力がパイロット管を挿通されたケーブル等
によって地上の制御装置に伝えられるものがあり、又、
掘進方向の修正方法は、掘進ヘッド先端に設けた傾斜面
を回転させて、前記測定によって求めたズレを修正する
角度に掘進ヘッドの向きを設定した後、更に、パイロッ
ト管を圧入して修正するものが実用化されている。
体を利用した深度センサや磁気センサによるものが実用
化されており、通常、掘進ヘッドに内蔵されたセンサか
ら、センサ出力がパイロット管を挿通されたケーブル等
によって地上の制御装置に伝えられるものがあり、又、
掘進方向の修正方法は、掘進ヘッド先端に設けた傾斜面
を回転させて、前記測定によって求めたズレを修正する
角度に掘進ヘッドの向きを設定した後、更に、パイロッ
ト管を圧入して修正するものが実用化されている。
（発明が解決しようとする課°題）
しかしながら、傾斜面の角度を検出して回転させる機構
は、パイロット管が小口径になるほど掘進ヘッド内に内
蔵することが困難になり、口径が５０＋ｎｍ以下の場合
はほとんど不可能なため、掘進開始時の角度を基準にパ
イロット管発信立坑でパイロット管毎回転させているの
が実情である。
は、パイロット管が小口径になるほど掘進ヘッド内に内
蔵することが困難になり、口径が５０＋ｎｍ以下の場合
はほとんど不可能なため、掘進開始時の角度を基準にパ
イロット管発信立坑でパイロット管毎回転させているの
が実情である。
この場合、パイロット管は限られたスペースから圧入す
るため、比較的短い管をねじ込み等により連結すること
になり、ねじ込み角度の誤差が累積する結果、地上から
精度良く掘進ヘッドの傾斜面の角度を知ることができず
、その結果、少し掘進を進めては再度位置を測定し、ズ
レがあれば再度修正すると言う作業が必要であった。
るため、比較的短い管をねじ込み等により連結すること
になり、ねじ込み角度の誤差が累積する結果、地上から
精度良く掘進ヘッドの傾斜面の角度を知ることができず
、その結果、少し掘進を進めては再度位置を測定し、ズ
レがあれば再度修正すると言う作業が必要であった。
又、パイロット管には掘進前にセンサ出力を地上の制御
装置に伝送するためのケーブルを挿通しておくことが必
要であり、掘進中もケーブルを傷めないよう注意をしな
がら作業を進めなければならない等の欠点があった。
装置に伝送するためのケーブルを挿通しておくことが必
要であり、掘進中もケーブルを傷めないよう注意をしな
がら作業を進めなければならない等の欠点があった。
そこで本発明の目的は、掘進ヘッドの傾斜面の角度をケ
ーブルを用いることなく地上で検出することができる掘
進ヘッドの位置検出装置を提供することにある。
ーブルを用いることなく地上で検出することができる掘
進ヘッドの位置検出装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
即ち、本発明は、地中掘進機の掘進ヘッドに、磁界を外
部に発生させる発信機と、掘進ヘッドのその軸心に対す
る円周方向向きが予め設定した規定角度位置内のときと
規定角度位置外のときとで前記発信機の出力を変化させ
る向き検出センサとのそれぞれを備えた掘進ヘットの位
置検出装置にあり、この場合の向き検出センサとしては
、例えば特定の傾き角度でオン・オフ状態を変化させる
水銀スイッチ等の傾斜スイッチを予め設定した一定角度
ずらして掘進ヘッドに２個取り付け、両傾斜スイッチの
一方がオンで他方がオフになったとき、掘進ヘッドの向
きが規定角度位置内にあるとすることができる。
部に発生させる発信機と、掘進ヘッドのその軸心に対す
る円周方向向きが予め設定した規定角度位置内のときと
規定角度位置外のときとで前記発信機の出力を変化させ
る向き検出センサとのそれぞれを備えた掘進ヘットの位
置検出装置にあり、この場合の向き検出センサとしては
、例えば特定の傾き角度でオン・オフ状態を変化させる
水銀スイッチ等の傾斜スイッチを予め設定した一定角度
ずらして掘進ヘッドに２個取り付け、両傾斜スイッチの
一方がオンで他方がオフになったとき、掘進ヘッドの向
きが規定角度位置内にあるとすることができる。
（作用）
このように構成された掘進ヘッドの位置検出装置の場合
、掘進ヘッドに内蔵された発信機の磁界発生用コイルか
らは、掘進ヘッドの傾斜面が予め規定された一定角度以
外にある場合、向き検出センサの例えば２個の水銀スイ
ッチは共にオンかオフで、掘進ヘッドに取り付けられた
発信機からは掘進ヘッドの傾斜面が予め規定された一定
角度以外のときの信号、例えば一定周波数の断続信号が
発生し、地上の作業者はこの信号を受信して掘進ヘッド
の傾斜面が予め規定された一定角度にないことを容易に
知ることができる。
、掘進ヘッドに内蔵された発信機の磁界発生用コイルか
らは、掘進ヘッドの傾斜面が予め規定された一定角度以
外にある場合、向き検出センサの例えば２個の水銀スイ
ッチは共にオンかオフで、掘進ヘッドに取り付けられた
発信機からは掘進ヘッドの傾斜面が予め規定された一定
角度以外のときの信号、例えば一定周波数の断続信号が
発生し、地上の作業者はこの信号を受信して掘進ヘッド
の傾斜面が予め規定された一定角度にないことを容易に
知ることができる。
そこで、作業者は掘進ヘッドの大まかな位置を地上の受
信器で探索した後、受信信号が掘進ヘッドの傾斜面が予
め規定された一定角度以内のときの信号、例えば一定周
波数の連続信号になるまでパイロット管を回転させるこ
とにより、掘進ヘッドの傾斜面角度を検出することがで
きる。
信器で探索した後、受信信号が掘進ヘッドの傾斜面が予
め規定された一定角度以内のときの信号、例えば一定周
波数の連続信号になるまでパイロット管を回転させるこ
とにより、掘進ヘッドの傾斜面角度を検出することがで
きる。
（発明の効果）
このように本発明は、地中の掘進ヘッドの向きを地上で
容易に検知することができ、しかも、連続信号を受信し
ている状態で、掘進ヘッドの深度測定を公知の手段によ
り容易に行うことができる上、発信機の電源は掘進ヘッ
ドに内蔵され、かつ、掘進ヘッドの傾斜面角度信号は地
上の受信器でケーブルを用いることなく検出することが
でき、従って、地上と掘進ヘッドを結ぶケーブルがない
ことから、立坑内でのパイロット管の連結も余分な神経
を使うことなく簡単に行うことができる効果がある。
容易に検知することができ、しかも、連続信号を受信し
ている状態で、掘進ヘッドの深度測定を公知の手段によ
り容易に行うことができる上、発信機の電源は掘進ヘッ
ドに内蔵され、かつ、掘進ヘッドの傾斜面角度信号は地
上の受信器でケーブルを用いることなく検出することが
でき、従って、地上と掘進ヘッドを結ぶケーブルがない
ことから、立坑内でのパイロット管の連結も余分な神経
を使うことなく簡単に行うことができる効果がある。
（実施例）
次に、本発明の一実施例の構成を図面によって説明する
。
。
立坑ｌ内にセットされて計画線通りに掘進作業を進める
地中掘進機２の掘進ヘッド３には、磁界を外部に発生さ
せる発信機４と、掘進ヘッド３のその軸心に対する円周
方向向きが予め設定した規定角度位置内のときと規定角
度位置外のときとで前記発信機４から外部に放出される
電磁波の出力を変化させる向き検出センサ、この場合は
、特定の傾き角度でオン・オフ状態を変化させる傾斜ス
イッチの例えば水銀スイッチ５．６とが、予め設定した
一定角度の例えば２０° （第４図参照）ずらして２個
取り付けられ、雨水銀スイッチ５．６の一方がオンで他
方がオフになったとき、掘進ヘッド３の向きが規定角度
位置内にあるとすることができる。
地中掘進機２の掘進ヘッド３には、磁界を外部に発生さ
せる発信機４と、掘進ヘッド３のその軸心に対する円周
方向向きが予め設定した規定角度位置内のときと規定角
度位置外のときとで前記発信機４から外部に放出される
電磁波の出力を変化させる向き検出センサ、この場合は
、特定の傾き角度でオン・オフ状態を変化させる傾斜ス
イッチの例えば水銀スイッチ５．６とが、予め設定した
一定角度の例えば２０° （第４図参照）ずらして２個
取り付けられ、雨水銀スイッチ５．６の一方がオンで他
方がオフになったとき、掘進ヘッド３の向きが規定角度
位置内にあるとすることができる。
即ち、発信機４において、特定周波数の信号を発生する
発信回路７の出力は、分周回路８と増幅回路９に入力さ
れ、増幅回路９によって増幅された発信出力は磁界発生
用コイル１０に入力され、交番磁界を発生する。
発信回路７の出力は、分周回路８と増幅回路９に入力さ
れ、増幅回路９によって増幅された発信出力は磁界発生
用コイル１０に入力され、交番磁界を発生する。
一方、分周回路８では発信出力を適当な比で分周し、そ
の出力は断続回路１１に入力される他、分周回路８はＬ
ＯＷ電圧になると分周を開始し、ＨＩＧＨ電圧になると
分周を停止する制御端子を有し、該端子は直列に接続さ
れた抵抗Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３を介して接地されている他、
抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点は、１８０°毎にオン・オフす
るとともに掘進ヘッド３の軸心が掘進方向と平行でかつ
検出角度を２０°ずらした状態で掘進ヘッド３に取り付
けられている一方の水銀スイッチ５を介して接地され、
又、抵抗Ｒ２、Ｒ３の接続点は、１８０°毎にオン・オ
フするとともに掘進ヘッド３の軸心が掘進方向と平行で
かつ検出角度を２０°すらした状態で掘進ヘッド３に取
り付けられている他方の水銀スイッチ６を介して掘進ヘ
ッド３に内蔵された電池１２の十電極に接続されている
。
の出力は断続回路１１に入力される他、分周回路８はＬ
ＯＷ電圧になると分周を開始し、ＨＩＧＨ電圧になると
分周を停止する制御端子を有し、該端子は直列に接続さ
れた抵抗Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３を介して接地されている他、
抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点は、１８０°毎にオン・オフす
るとともに掘進ヘッド３の軸心が掘進方向と平行でかつ
検出角度を２０°ずらした状態で掘進ヘッド３に取り付
けられている一方の水銀スイッチ５を介して接地され、
又、抵抗Ｒ２、Ｒ３の接続点は、１８０°毎にオン・オ
フするとともに掘進ヘッド３の軸心が掘進方向と平行で
かつ検出角度を２０°すらした状態で掘進ヘッド３に取
り付けられている他方の水銀スイッチ６を介して掘進ヘ
ッド３に内蔵された電池１２の十電極に接続されている
。
なお、第７図は発信機４の具体的な回路図であって、こ
こで第６図の分周回路８はＴ ｃ ５０３６Ｐと言うＩ
Ｃであり、このＴ ｃ ５０３６Ｐは発信回路を内蔵し
ており、ＸＴＡＬをつなぐだけで発信、分周、分周のス
タート・ストップが１チツプででき、ここでは３８ＫＨ
２を作り出し、分周出力は１４分周、即ち、２，３２Ｈ
２を作り出し、この発信出力はトランジスタＴＲ２に入
力され、トランジスタＴＲ２とコイル１０とでタンク回
路を構成している。
こで第６図の分周回路８はＴ ｃ ５０３６Ｐと言うＩ
Ｃであり、このＴ ｃ ５０３６Ｐは発信回路を内蔵し
ており、ＸＴＡＬをつなぐだけで発信、分周、分周のス
タート・ストップが１チツプででき、ここでは３８ＫＨ
２を作り出し、分周出力は１４分周、即ち、２，３２Ｈ
２を作り出し、この発信出力はトランジスタＴＲ２に入
力され、トランジスタＴＲ２とコイル１０とでタンク回
路を構成している。
分周出力はタンク回路に直接接続されたトランジスタＴ
ＲＩに入力され、トランジスタＴＲＩのオン・オフによ
って抵抗Ｒ１による電流制限が断続し、発信信号が強弱
を持った断続信号となる。
ＲＩに入力され、トランジスタＴＲＩのオン・オフによ
って抵抗Ｒ１による電流制限が断続し、発信信号が強弱
を持った断続信号となる。
一方、Ｔ ｃ ５０３６Ｐのリセット端子にＨＩＧＨが
かかると分周がストップし、分周出力はＬＯＷとなって
トランジスタＴＲＩがオンで発信信号は強の状態で連続
となり、又、Ｔ ｃ ５０３６Ｐのリセット端子にＨＩ
Ｇ Ｈがかかる条件は水銀スイッチ５かオフで水銀ス
イッチ６がオンの場合のみて、他の場合は、抵抗Ｒ３と
水銀スイッチ５を介して、又は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、を介
して電池１２の負極が接続されているためＬＯＷである
。
かかると分周がストップし、分周出力はＬＯＷとなって
トランジスタＴＲＩがオンで発信信号は強の状態で連続
となり、又、Ｔ ｃ ５０３６Ｐのリセット端子にＨＩ
Ｇ Ｈがかかる条件は水銀スイッチ５かオフで水銀ス
イッチ６がオンの場合のみて、他の場合は、抵抗Ｒ３と
水銀スイッチ５を介して、又は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、を介
して電池１２の負極が接続されているためＬＯＷである
。
次に、本実施例の作用について説明する。
このように構成された掘進ヘッド３の位置検出装置の場
合、掘進ヘッド３に内蔵された発信機４の磁界発生用コ
イルＩＯからは、掘進ヘッド３の傾斜面が予め規定され
た一定角度以外にある場合、向き検出センサの例えば２
個の水銀スイッチ５．６は共にオンかオフで、掘進ヘッ
ド３に取り付けられた発信機４からは掘進ヘッド３の傾
斜面が予め規定された一定角度以外のときの信号、例え
ば一定周波数の断続信号が発生し、地上の作業者はこの
信号を受信して掘進ヘッド３の傾斜面が予め規定された
一定角度にないことを容易に知ることができる。
合、掘進ヘッド３に内蔵された発信機４の磁界発生用コ
イルＩＯからは、掘進ヘッド３の傾斜面が予め規定され
た一定角度以外にある場合、向き検出センサの例えば２
個の水銀スイッチ５．６は共にオンかオフで、掘進ヘッ
ド３に取り付けられた発信機４からは掘進ヘッド３の傾
斜面が予め規定された一定角度以外のときの信号、例え
ば一定周波数の断続信号が発生し、地上の作業者はこの
信号を受信して掘進ヘッド３の傾斜面が予め規定された
一定角度にないことを容易に知ることができる。
そこで、作業者は掘進ヘッド３の大まかな位置を地上の
受信器１３で探索した後、受信信号が掘進ヘッド３の傾
斜面が予め規定された一定角度以内のときの信号、例え
ば一定周波数の連続信号になるまでパイロット管１４を
回転させることにより、掘進ヘッド３の傾斜面角度を検
出することができる。
受信器１３で探索した後、受信信号が掘進ヘッド３の傾
斜面が予め規定された一定角度以内のときの信号、例え
ば一定周波数の連続信号になるまでパイロット管１４を
回転させることにより、掘進ヘッド３の傾斜面角度を検
出することができる。
その結果、本実施例の場合、地中の掘進ヘッド３の向き
を地上で容易に検知することができ、しかも、連続信号
を受信している状態で、掘進ヘッド３の深度測定を公知
の手段により容易に行うことができる上、発信機４の電
源の電池１２は掘進ヘッド３に内蔵され、かつ、掘進ヘ
ッド３の傾斜面角度信号は地上の受信器１３でケーブル
を用いることなく検出することができ、従って、地上と
掘進ヘッド３を結ぶケーブルがないことから、立坑内で
のパイロット管１４の連結も余分な神経を使うことなく
簡単に行うことができ乙。
を地上で容易に検知することができ、しかも、連続信号
を受信している状態で、掘進ヘッド３の深度測定を公知
の手段により容易に行うことができる上、発信機４の電
源の電池１２は掘進ヘッド３に内蔵され、かつ、掘進ヘ
ッド３の傾斜面角度信号は地上の受信器１３でケーブル
を用いることなく検出することができ、従って、地上と
掘進ヘッド３を結ぶケーブルがないことから、立坑内で
のパイロット管１４の連結も余分な神経を使うことなく
簡単に行うことができ乙。
第１図は本発明の一実施例の全体図、第２図はその掘進
ヘッド３の正面図、第３図は第２図の右側面図、第４図
は第３図の詳細図、第５図はその掘進ヘッド３と水銀ス
イッチ５．６のオン・オフ状態を示す説明図、第６図は
その発信機４のブロック図、第７図はその発信機４の電
気回路図、第８図はその水銀スイッチ５．６のオン・オ
フ状態を示す波形図である。 ２ ： 地中掘進機 ３ ： 掘進ヘラ ド 発信機 ５． ６：水銀スイッチ ■ 断続回路 ：電池
ヘッド３の正面図、第３図は第２図の右側面図、第４図
は第３図の詳細図、第５図はその掘進ヘッド３と水銀ス
イッチ５．６のオン・オフ状態を示す説明図、第６図は
その発信機４のブロック図、第７図はその発信機４の電
気回路図、第８図はその水銀スイッチ５．６のオン・オ
フ状態を示す波形図である。 ２ ： 地中掘進機 ３ ： 掘進ヘラ ド 発信機 ５． ６：水銀スイッチ ■ 断続回路 ：電池
Claims (1)
- 地中掘進機の掘進ヘッドに、磁界を外部に発生させる発
信機と、掘進ヘッドのその軸心に対する円周方向向きが
予め設定した規定角度位置内のときと規定角度位置外の
ときとで前記発信機の出力を変化させる向き検出センサ
とのそれぞれを備えることを特徴とする掘進ヘッドの位
置検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26602390A JP2935733B2 (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 掘進ヘッドの位置検出装置 |
| US07/769,537 US5165490A (en) | 1990-10-03 | 1991-10-01 | Boring tool having electromagnetic wave generation capability |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26602390A JP2935733B2 (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 掘進ヘッドの位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04143399A true JPH04143399A (ja) | 1992-05-18 |
| JP2935733B2 JP2935733B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=17425312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26602390A Expired - Lifetime JP2935733B2 (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 掘進ヘッドの位置検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5165490A (ja) |
| JP (1) | JP2935733B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5320180A (en) * | 1992-10-08 | 1994-06-14 | Sharewell Inc. | Dual antenna radio frequency locating apparatus and method |
| JP2583391B2 (ja) * | 1993-09-21 | 1997-02-19 | 高千穂産業株式会社 | 掘進ヘッドの傾斜検出装置 |
| US5513710A (en) * | 1994-11-07 | 1996-05-07 | Vector Magnetics, Inc. | Solenoid guide system for horizontal boreholes |
| US6230822B1 (en) * | 1995-02-16 | 2001-05-15 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for monitoring and recording of the operating condition of a downhole drill bit during drilling operations |
| EP0728915B1 (en) * | 1995-02-16 | 2006-01-04 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for monitoring and recording of operating conditions of a downhole drill bit during drilling operations |
| FR2753254B1 (fr) * | 1996-09-09 | 1998-10-16 | Gaz De France | Procede de raccordement de conduits |
| US6092406A (en) * | 1999-04-28 | 2000-07-25 | Crc-Evans Pipeline International, Inc. | Pipeline mandrel positioning control system |
| WO2003027714A1 (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Vermeer Manufacturing Company | Common interface architecture for horizontal directional drilling machines and walk-over guidance systems |
| CA2476787C (en) * | 2004-08-06 | 2008-09-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Integrated magnetic ranging tool |
| WO2006053434A1 (en) | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and apparatus for drilling, completing and configuring u-tube boreholes |
| US11976555B2 (en) | 2020-01-14 | 2024-05-07 | Underground Magnetics, Inc. | Pitch data processing system for horizontal directional drilling |
| CN113550758A (zh) * | 2021-08-03 | 2021-10-26 | 广州市市政集团有限公司 | 一种导向式微型顶管施工方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1991
- 1991-10-01 US US07/769,537 patent/US5165490A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5165490A (en) | 1992-11-24 |
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