一种水平轴面偏移测量仪的测量方法及其系统技术方案

本发明专利技术适用于水平钻进技术领域，提供了一种水平轴面偏移测量仪的测量方法及其系统，该测量方法包括：测量钻进点到预置平面中各个点之间的距离和所述预置平面中各条边的边长；根据所述钻进点到预置平面中各个点之间的距离和边长计算预置平面的面积和预置平面与所述钻进点组成的锥状体的体积；根据所述面积和体积得到钻进点到预置平面的距离。该方法能够准确的测量出水平定向钻进设备在钻进过程中出现的偏移量，根据精确计算出的偏移量可知钻进轨迹是否达标。

【技术实现步骤摘要】
一种水平轴面偏移测量仪的测量方法及其系统
本专利技术属于水平钻
，尤其涉及一种水平轴面偏移测量仪的测量方法及其系统。
技术介绍
水平定向钻机是在不需要开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施，的一种施工机械。它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设施工中，它可适用于沙土、粘土、卵石等地况进行施工。水平定向钻进技术是将石油工业的定向钻进技术和传统的管线施工方法结合在一起的一项施工技术，它具有施工速度快、施工精度高、成本低等优点，广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线铺设施工的工程中。水平定向钻进机在施工时，经常会穿越河流、拥挤的城市道路等工况，为了保证钻进轨迹达到之前的设计值，在施工的过程中，操作人员需要反复测量钻进的轨迹，但是在反复测量的过程中往往又很难判断钻进的轨迹是否达标。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种水平轴面偏移测量仪的测量方法及其系统，旨在解决现有的水平钻进设备在钻进过程中难以判断钻进轨迹是否达标的问题。本专利技术是这样实现的，一种水平轴面偏移测量仪的测量方法，该测量方法包括：测量钻进点到预置平面中各个点之间的距离和所述预置平面中各条边的边长；根据所述钻进点到所述预置平面中各个点之间的距离和所述各条边的边长，计算所述预置平面的面积和所述预置平面与所述钻进点组成的锥状体的体积；根据所述面积和所述体积得到所述钻进点到所述预置平面的距离。进一步地，所述测量钻进点到预置平面中各个点之间的距离，具体包括：将所述预置平面设置为三角形；测量所述三角形的三边边长；测量所述钻进点到所述三角形三个顶点的距离。进一步地，使用激光发射测距装置测量所述钻进点到所述预置平面中各个点之间的距离以及所述预置平面中各条边的边长。进一步地，所述根据所述钻进点到所述预置平面中各个点之间的距离和所述各条边的边长，计算所述预置平面的面积和所述预置平面与所述钻进点组成的锥状体的体积，具体包括：设所述三角形的三边边长为p、q、n，所述钻进点到所述三角形三个顶点的距离分别为r、m、l，根据公式y＝(p+q+n)/2计算三角形的半周长y，根据公式计算所述三角形的面积S；根据以下公式计算所述钻进点与所述三角形组成的四面体的体积V：进一步地，所述根据所述面积和所述体积得到所述钻进点到所述预置平面的距离，具体为：根据公式H＝3V/S计算所述钻进点到所述预置平面的距离H。本专利技术还提供一种水平轴面偏移测量仪的测量系统，该测量系统包括：测量模块，用于测量钻进点到预置平面中各个点之间的距离和所述预置平面中各条边的边长；面积计算模块，根据所述测量模块测量出的所述边长计算所述预置平面的面积；体积计算模块，根据所述测量模块测量出的所述钻进点到所述预置平面中各个点之间的距离和所述各条边的边长计算出所述钻进点与所述预置平面组成的锥状体的体积；距离计算模块，根据所述预置平面的面积和所述锥状体的体积计算所述钻进点到所述预置平面的距离。进一步地，所述测量模块包括距离测量子单元和边长测量子单元，将所述预置平面设置为三角形，所述距离测量子单元用于测量所述钻进点到所述三角形中三个顶点的距离；所述边长测量子单元用于测量所述三角形的三边边长。进一步地，所述测量模块还包括激光发射测距装置，所述激光发射测距装置用于测量所述钻进点到所述预置平面中各个点之间的距离以及所述预置平面中各条边的边长。进一步地，所述面积计算模块包括周长计算子单元和面积计算子单元，所述体积计算模块包括体积计算子单元，设所述三角形的三边边长为p、q、n，所述钻进点到所述三角形三个顶点的距离分别为r、m、l；所述周长计算子单元根据公式y＝(p+q+n)/2计算所述三角形的半周长y；所述面积计算子单元根据公式计算所述三角形的面积S；所述体积计算子单元根据以下公式计算所述钻进点与所述三角形组成的四面体的体积V：进一步地，所述距离计算模块根据公式H＝3V/S计算所述钻进点到预置平面的距离H。本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：所述的水平轴面偏移测量仪的测量方法通过测量钻进点到预置平面中各个点的距离及预置平面的距离，然后采用面积、体积计算方法，再根据计算出来的面积和体积得到钻进点到预置平面的距离，该方法能够准确的测量出水平定向钻进设备在钻进过程中出现的偏移量，根据精确计算出的偏移量可知钻进轨迹是否达标。附图说明图1是本专利技术水平轴面偏移测量仪的测量方法实施例提供的流程示意图；图2是本专利技术水平轴面偏移测量仪的测量系统实施例提供的模块示意图；图3是本专利技术实施例中以四面体为例的测量示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，图1为本专利技术水平轴面偏移测量仪的测量方法其中一个实施例提供的流程示意图。一种水平轴面偏移测量仪的测量方法，主要包括以下步骤：S101、测量钻进点到预置平面中各个点之间的距离和预置平面中各条边的边长。钻进点为测量人所处的位置，该钻进点随着测量人位置的不断变化而变化，也即为在定向钻进设备钻进方向的方位上测量钻进轨迹是否与计划的轨迹有偏差。预置平面可以是三角形、四边形、五边形或者不规则图形，为了便于测量，一般会选取边数少的平面图像作为预置平面。当以预置平面为四边形时，则需要测量钻进点到四边形中四个顶点的距离以及四边形四条边的距离。当然，测量其它的数据也是可以，比如测量钻进点到四边形中四条边的距离，该距离为钻进点到四条边的垂直长度，只要能方便计算出四棱锥的体积和底面积即可。测量各边边长和点到点的距离时，可以采用传统的测量尺进行人工测量的方式测量出来，或者通过辅助工具比如声、光等进行测量，或者采用现有的声音测量仪、光波测量仪、红外测量仪、激光发射测距装置等进行测量。S102、根据钻进点到预置平面中各个点之间的距离和各条边的边长，计算预置平面的面积和预置平面与钻进点组成的锥状体的体积。预置平面的面积既可以通过各边边长计算得到，又可以通过将预置平面分割成规则的形状，比如、矩形、三角形等，然后再通过底乘高的方式求取面积。钻进点与预置平面组成的锥状体的体积可以通过矩阵的方式求取，或者通过分割的方式求取。S103、根据面积和体积得到钻进点到预置平面的距离。钻进点到预置平面的距离也就是钻进点到预置平面的垂直长度，根据该距离可以得到钻进的轨迹是否达到计划的轨迹。该水平轴面偏移测量仪的测量方法通过编写软件的方式写入程序中，然后再将带有该程序的模块或系统装载到水平定向钻进设备中，以方便在钻进的过程中实时获取钻进的轨迹是否达标，并在出现偏差时能及时进行调整。结合上述的测量方法，本专利技术一种水平轴面偏移测量仪的测量方法的另一个实施例，为了便于描述，请参阅图3所示的以四面体为例的测量示意图。该测量方法主要包括以下步骤：S201、将预置平面设置为三角形。S202、测量三角形的三边边长，测量钻进点到三角形三个顶点的距离。在测量三边边长和钻进点到三个顶点的距离时，使用激光发射测距装置测量。预置的三角形平面即为激光发射测距装置发出的激光柱所形成的三角形平面。S203、设预置的三角形为△OAB，钻进点为C，钻进点随着测量人位置的变化从C点变化到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水平轴面偏移测量仪的测量方法，其特征在于，该测量方法包括：测量钻进点到预置平面中各个点之间的距离和所述预置平面中各条边的边长；根据所述钻进点到所述预置平面中各个点之间的距离和所述各条边的边长，计算所述预置平面的面积和所述预置平面与所述钻进点组成的锥状体的体积；根据所述面积和所述体积得到所述钻进点到所述预置平面的距离。

【技术特征摘要】
1.一种水平轴面偏移测量仪的测量方法，其特征在于，该测量方法包括：测量钻进点到预置平面中各个点之间的距离和所述预置平面中各条边的边长；根据所述钻进点到所述预置平面中各个点之间的距离和所述各条边的边长，计算所述预置平面的面积和所述预置平面与所述钻进点组成的锥状体的体积；根据所述面积和所述体积得到所述钻进点到所述预置平面的距离；其中，所述根据所述钻进点到所述预置平面中各个点之间的距离和所述各条边的边长，计算所述预置平面的面积和所述预置平面与所述钻进点组成的锥状体的体积，包括：将所述预置平面设置为三角形；测量所述三角形的三边边长；测量所述钻进点到所述三角形三个顶点的距离；设所述三角形的三边边长为p、q、n，所述钻进点到所述三角形三个顶点的距离分别为r、m、l，根据公式y＝(p+q+n)/2计算三角形的半周长y，根据公式计算所述三角形的面积S；根据以下公式计算所述钻进点与所述三角形组成的四面体的体积V：2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，使用激光发射测距装置测量所述钻进点到所述预置平面中各个点之间的距离以及所述预置平面中各条边的边长。3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述面积和所述体积得到所述钻进点到所述预置平面的距离，具体为：根据公式H＝3V/S计算所述钻进点到所述预置平面的距离H。4.一种水平轴面偏移测量仪的测量系统，其特征在于，该测量系统包括：测量模块，用于测量钻进点到预置平面中各...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，贾鹏翔，王鹏，
申请(专利权)人：深圳市钻通工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44