一种钻机钻头进程监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种钻机钻头进程监测装置，设于钻机的钻杆(2)上，用于监测钻头(1)的前进轨迹，钻机钻头进程监测装置包括套管(7)和线性角度传感器(5)，所述的套管(7)套设于钻杆(2)外壁，所述的线性角度传感器(5)设于套管(7)的管壁中，所述的套管(7)管壁内侧开设有凹槽(4)，所述的线性角度传感器(5)设于凹槽(4)中。与现有技术相比，本实用新型专利技术可实时监测钻机钻头的进程，为钻孔取芯法的准确进行提供的技术保障。

A monitoring device for drilling bit progress

The utility model relates to a drill bit progress monitoring device, which is arranged on the drill rod (2) of the drill rig and is used for monitoring the forward track of the drill bit (1). The drill bit progress monitoring device includes a casing (7) and a linear angle sensor (5), the casing (7) is arranged on the outer wall of the drill rod (2), the linear angle sensor (5) is arranged in the pipe wall of the casing (7), and the inner side of the casing (7) pipe wall is arranged There is a groove (4), and the linear angle sensor (5) is arranged in the groove (4). Compared with the prior art, the utility model can monitor the progress of the drill bit in real time and provide technical guarantee for the accurate drilling and coring method.

【技术实现步骤摘要】
一种钻机钻头进程监测装置
本技术涉及一种土强度检测设备，尤其是涉及一种钻机钻头进程监测装置。
技术介绍
水泥土复合管桩是由高喷搅拌法形成的水泥土桩，以及同心植入的预应力高强混凝土管桩复合而形成的基桩，其可应用新材料、新设备、新工艺和新技术，来实现非挤土桩、提高承载力、缩短工期、节约成本、减少泥浆排放等工艺特点，但作为新工艺，其质量检测受到限制，尤其在水泥土强度的现场实体检测方面。水泥土复合管桩其水泥土强度对基桩承载力起到决定性作用，水泥土强度检测分为现场制作试块强度检测与实体检测，对于此新工艺，试块强度检测仍可以实现，而现场实体检测，作为现有技术只能用钻孔取芯法，通过现场钻孔取出芯样的方法来测出芯样强度，从而评价水泥土的质量，其至关重要，其检测结果最终来评价水泥土的现场实体质量情况。由于管桩周围的水泥土不具备钻孔取芯条件，往往在桩孔中心钻孔取芯，而管桩内径偏小，以Φ500管桩为例，其壁厚95mm、内径只有310mm，由于钻具施工中其垂直度始终存在一定偏差，规范要求垂直度偏差不应大于0.5％，而实际施工中往往达不到这个要求，所以一般检测中按长径比30倍控制，比如310mm内径、其钻孔深度在9.3m左右，而桩长往往在20m以上，造成检测数据不全、不能评价整根桩的质量，且在钻进过程中若碰到管壁会对桩身产生损失，有时严重时会造成Ⅲ类桩的情况。因此如何更好地控制钻具垂直度、如何及时发现钻头已接近管壁以防止管壁受损，是现在所面临的难题。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种钻机钻头进程监测装置。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种钻机钻头进程监测装置，用于监测钻头的前进轨迹和钻杆与水平面的垂直度，包括套管和线性角度传感器，所述的套管套设于钻杆上，所述的线性角度传感器设于套管的管壁中，所述的套管管壁内侧开设有凹槽，所述的线性角度传感器设于凹槽中。套管套设于钻杆接近钻头1的一端，并采用焊接的形式将套管固定于钻杆上，实现对套管进行完全限位。其中线性角度传感器即为角度和线性位置传感器，角度和线性位置传感器是用于同时测量相对于参考位置角度位置变化和线性位置变化的电子器件。进一步地，所述的套管管壁内侧开设有四个凹槽，每个凹槽中均设有一个线性角度传感器，四个线性角度传感器依次呈90°排布于同一个水平面中。进一步地，每个线性角度传感器距离钻杆轴心的距离相等。进一步地，所述的线性角度传感器通过连接于其两侧的弹性件固定于凹槽中。进一步地，所述的弹性件为弹性橡胶材料制成的垫片。进一步地，所述的套管的外径小于或等于钻头的外径。进一步地，所述的钻机钻头进程监测装置还包括无线传输器，所述的无线传输器贴设于凹槽中，所述的无线传输器通过连接线与线性角度传感器连接，所述的无线传输器通过无线传输方式与电脑终端连接。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1)通过对钻具上添加钻机钻头进程监测装置，可以避免钻头损坏基桩的风险，解决了当前水泥土复合管桩其水泥土强度现场实体不能检测的难题。2)通过对钻具上添加钻机钻头进程监测装置，可以使钻孔取芯的深度达到更深，为质量检测提供更多、更有利的数据，从而保证工程质量。3)通过对钻具上添加钻机钻头进程监测装置，可以监测钻芯孔垂直度，为芯样的检测数据提供支撑，从而更科学、准确地评价工程质量。4)其不仅可用在水泥土复合管桩，其它如灌注桩、搅拌桩也同样适用，其适用范围广，经济效益明显。附图说明图1为本技术中钻机钻头进程监测装置的结构示意图；图2为本技术中套管的结构示意图。图中：1、监测钻头，2、钻杆，3、无线传输器，4、凹槽，5、线性角度传感器，6、弹性件，7、套管。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例钻机钻头进程监测装置，用于监测钻头1的前进轨迹和钻杆2与水平面的垂直度，包括套管7和线性角度传感器5，参见图1，所述的套管7套设于钻杆2上，所述的线性角度传感器5设于套管7的管壁中参见图1与图2，所述的套管7管壁内侧开设有凹槽4，所述的线性角度传感器5设于凹槽4中，参见图2。所述的套管7管壁内侧开设有四个凹槽4，每个凹槽4中均设有一个线性角度传感器5，四个线性角度传感器5依次呈90°排布于同一个水平面中。每个线性角度传感器5距离钻杆2轴心的距离相等，参见图2。所述的线性角度传感器5通过连接于其两侧的弹性件6固定于凹槽4中。所述的弹性件6为弹性橡胶材料制成的垫片。所述的套管7的外径小于或等于钻头1的外径。所述的钻机钻头进程监测装置还包括无线传输器3，所述的无线传输器3贴设于凹槽4中，所述的无线传输器3通过连接线与线性角度传感器5连接，所述的无线传输器3通过无线传输方式与电脑终端连接。钻机钻头进程监测装置的具体安装：首先将四个线性角度传感器5通过其两侧的弹性件6固定于凹槽4中，使得四个线性角度传感器5依次呈90°排布于同一个水平面中，参见图2，并且要保证每个线性角度传感器5距离钻杆2轴心的距离相等。于此同时凹槽4中固定无线传输器3，并通过连接线与线性角度传感器5连接，之后将套管7套设于钻杆2接近钻头1的一端，采用焊接的形式将套管7固定于钻杆2上，对套管7进行完全限位。在具体使用此钻机钻头进程监测装置进行监测钻头1的前进轨迹和钻杆2与水平面的垂直度时：使用线性角度传感器5对四个正交方位的测试，定出四个点所在圆的圆心，每0.5m测试一次圆心，记录每个圆心的坐标位置，以此测出圆点在钻头1进程中的轨迹，于此同时通过四个线性角度传感器5得出实时的垂直度数据，并对同一时刻得到的四个垂直度数据求平均值，取该平均值为钻芯孔的垂直度。再通过无线传输器3把轨迹数据和垂直度数据以无线传输的方式传输到外界的计算机终端，检测员可直接通过计算及显示设备来监测钻芯孔垂直度、绘制孔深-孔斜曲线图与钻头进程轨迹图。随时监测钻芯孔垂直度，绘制孔深-孔斜曲线图，随时掌握钻芯孔垂直度情况，以及时采取正当措施改进钻机的垂直度、及时纠偏钻芯孔，并实时判断钻芯孔垂直度偏差是否满足0.5％的规范要求。此外，还需根据提供数据支撑根据绘制出的钻头1进程轨迹，随时跟踪钻头1是否碰触基桩管壁。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻机钻头进程监测装置，设于钻机的钻杆(2)上，用于监测钻头(1)的前进轨迹，其特征在于，钻机钻头进程监测装置包括套管(7)和线性角度传感器(5)，所述的套管(7)套设于钻杆(2)外壁，所述的线性角度传感器(5)设于套管(7)的管壁中，所述的套管(7)管壁内侧开设有凹槽(4)，所述的线性角度传感器(5)设于凹槽(4)中。

【技术特征摘要】
1.一种钻机钻头进程监测装置，设于钻机的钻杆(2)上，用于监测钻头(1)的前进轨迹，其特征在于，钻机钻头进程监测装置包括套管(7)和线性角度传感器(5)，所述的套管(7)套设于钻杆(2)外壁，所述的线性角度传感器(5)设于套管(7)的管壁中，所述的套管(7)管壁内侧开设有凹槽(4)，所述的线性角度传感器(5)设于凹槽(4)中。2.根据权利要求1所述的一种钻机钻头进程监测装置，其特征在于，所述的套管(7)管壁内侧开设有四个凹槽(4)，每个凹槽(4)中均设有一个线性角度传感器(5)，四个线性角度传感器(5)依次呈90°排布于同一个水平面中。3.根据权利要求2所述的一种钻机钻头进程监测装置，其特征在于，每个线性角度传感器(5)距离钻杆(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，
申请(专利权)人：上海山南勘测设计有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31