一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法和监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法和监测装置，安装连通管，连通管入口始终高于设计钻进或顶进钢管的高度，连通管出口安装在钻头前端；钢管钻进或顶进过程中，连续通过进液管将储液罐中的连通液注入连通管；监测钻头位置高度时，停止注入连通液，记录连通管入口液位稳定时的液位，通过可视化的连通管入口液位监测连通管出口及钻头位置高度。本发明专利技术提供的近水平钻孔钻头位置高度监测方法和监测装置，其结构合理，操作便捷，制造成本低，可控性强，钢管顶进过程中能够直观的监测钻头位置变化，且不受施工其它因素干扰，其监测结果精确，不存在累积误差，具有较强的工程实用价值。

Monitoring method and monitoring device for position height of near horizontal drill bit

The invention discloses a method and monitoring device for monitoring the position height of a near horizontal drill bit, installing a connecting pipe, and the connecting pipe entrance is always higher than the height of the design drilling or the top into the steel pipe. The connecting pipe outlet is installed at the front of the drill pipe. The connecting liquid in the liquid storage tank is continuously injected into the pipe through the pipe into the process of drilling or jacking. Connecting pipe; when monitoring bit position height, stop injection of connected liquid, record the liquid level of the connecting pipe inlet liquid level, monitor the connection pipe outlet and bit position by visual connecting pipe entrance level. The position height monitoring method and monitoring device of the near horizontal drilling bit provided by the invention have reasonable structure, convenient operation, low manufacturing cost and strong controllability. In the process of steel pipe jacking, it can monitor the change of the bit position intuitively, and is not disturbed by other factors of the construction, its monitoring results are accurate, and there is no cumulative error. It has strong practical value in engineering.

【技术实现步骤摘要】
一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法和监测装置
本专利技术属于地下工程施工
，涉及一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法和监测装置。
技术介绍
当前，我国地下空间建设进入高速发展时期，由于围岩地质日益复杂化，为了有效进行围岩加固并保护施工安全，隧道超前支护成为地下空间建设中常采用的施工工序。比较常用的隧道超前支护方法有管棚、管幕、水平旋喷等，毫无疑问，钻孔或顶管是当前超前支护方法不可避免的施工工艺，为了有效保证支护效果，必须有效保证钻孔或顶管精度，因此施工过程中必须严格监控钢管顶进角度。通常情况下钢管顶进过程中利用探棒监测顶进角度，这种方法存在以下不足：（1）在顶进过程中施工条件和施工环境会影响信号传输，从而影响角度监测；（2）为了防止探棒损坏，探棒安装过程需要附带保护装置，在一定程度上影响了施工工期并增加施工成本；（3）探棒测量存在累积误差，在一定程度上会影响施工精度判断，大大限制了其适应性，尤其是一些下穿工程，如下穿铁路或既有地铁线路，对施工精度要求更为严格，在整个施工过程中必须精确判断钻头位置高度，及时纠偏，以保证既有线路的正常运营。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供了一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法和监测装置，其结构合理，操作便捷，制造成本低，可控性强，具有较强的工程实用价值。本专利技术的技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法，首先，安装连通管，连通管入口始终高于设计钻进或顶进钢管的高度，连通管出口安装在钻头前端；钢管钻进或顶进过程中，连续通过进液管将储液罐中的连通液注入连通管；监测钻头位置高度时，停止注入连通液，记录连通管入口液位稳定时的液位，通过可视化的连通管入口液位监测连通管出口及钻头位置高度。同时，本申请还提供了一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法，其具体包括以下步骤：S1，将连通管安装在已定位好的钻具前端，入口端呈“U”型并沿钢管（4）敷设或与钻杆相连；S2，连接进液管、储液罐及进液阀门；S3，钢管钻进或顶进及钻头位置高度监测；S4，钢管钻进或顶进及钻头位置高度纠偏。进一步地，所述连通液为水、或防冻液。进一步地，所述连通管上的连通管入口高于设计钻进或顶进钢管的高度不小于30cm。进一步地，所述连通管上的连通管入口高于设计钻进或顶进钢管的高度不小于30cm。同时，本专利技术提供的一种近水平钻孔钻头位置高度监测装置，其包括储液罐、进液管及连通管，所述储液罐通过进液管与连通管连接；所述连通管沿钻头钻进的钢管敷设，连通管上的连通管出口设置在钻头的前端，所述连通管上的连通管入口始终高于设计钻进或顶进钢管的高度，储液罐中的连通液经过进液管及连通管从钻头端部的连通管出口流出。进一步地，所述连通管出口管径为6-12mm。进一步地，所述进液管上设置有进液阀门。进一步地，回旋钻进施工时，比如管棚施工或水平旋喷施工，钻进钢管或钻杆作为连通管的一部分；所述钻头位置高度监测装置还包括三通接头，所述三通接头的一接口通过进液管与储液罐连接，其另一接口与钻头钻进的钢管或钻杆连接，其另一接口与连通管连接；所述连通管上的连通管入口始终高于设计钻进或顶进钢管或钻杆的高度，钻进钢管、钻杆或钻头的前端设置通孔作为连通管出口；钢管钻进时，储液罐中的连通液不断经过进液管及钢管从钻进钢管前端的通孔流出。进一步地，所述连通管上设置有连通阀门，所述进液管上设置有进液阀门。进一步地，所述钻进钢管、钻杆或钻头前端的通孔的直径为6-12mm。本专利技术有益效果：本专利技术提供的一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法和监测装置，其结构合理，具有以下技术效果：（1）本专利技术实现动态近水平钻孔钻头位置高度监测，其方法简单、便捷、灵活，可操控性强；（2）钢管顶进过程中能够直观的监测钻头位置变化，且不受施工其它因素干扰；（3）监测结果精确，不存在累积误差；（4）该监测装置结构简单，携带方便，费用极低，自制即可。附图说明通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术，其中：图1是本专利技术所述一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法的流程图；图2本专利技术所述一种近水平钻孔钻头位置高度监测装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例的结构示意图；图4是图3的连通管端部的局部放大图。附图中，各标号所代表的部件如下：1.储液罐；2.进液管；2-1.进液阀门；3.连通管；3-1.连通管入口；3-2.连通管出口；3-3.连通阀门；4.钢管；5.掌子面；6.机头；7.三通接头。具体实施方式下面结合具体实施例和附图，对本专利技术一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法和监测装置进行详细说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本专利技术实施方式及本专利技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。本说明书的附图为示意图，辅助说明本专利技术的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本专利技术实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。本专利技术提供了一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法，首先，安装连通管3，连通管入口3-1始终高于设计钻进或顶进钢管4的高度，连通管出口3-2安装在钻头前端；钢管4钻进或顶进过程中，连续通过进液管2将储液罐1中的连通液注入连通管3；监测钻头位置高度时，停止注入连通液，记录连通管入口3-1液位稳定时的液位，通过可视化的连通管入口3-1液位监测连通管出口3-2及钻头位置高度。所述连通管3上的连通管入口3-1始终高于设计钻进或顶进钢管4的高度不小于30cm。所述连通管出口3-2管径为6-12mm，由于连通管3出口管径很小，连通管3地层内空气无法进入，当连通管出口3-2连通液表面张力与管内压力平衡时，连通管3内液体不再发生流动，连通管入口3-1液位稳定，由于不受地层内空气压力影响，此时连通管入口处及出口处压力相同，因此连通管入口3-1液位与连通管出口3-2液位保持一致，即可通过可视化的入口液位监测地层内钻头位置高度。所述储液罐1中的连通液为水或防冻液，其经进液管2流至在连通管3中，通过连通管入口连通液液位显示地层内钻头位置高度。一般情况下，从经济角度来讲，连通液多采用水作为流动介质，当气温低至零度以下时，可采用防冻液，以保证连通液的流动性。同时，本申请还提供了一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法，其流程图，如图1所示，具体包括以下步骤：S1，将连通管3安装在已定位好的钻具前端，连通管3入口端呈“U”型并沿钢管敷设或与钻杆相连；S2，连接进液管2、储液罐1及进液阀门2-1；S3，钢管钻进或顶进及位置高度监测；具体地，钢管4钻进或顶进过程中，始终通过进液管2向连通管3注入连通液，连通液不断从连通管出口3-2流出；监测钻头位置高度时，关闭进液阀门2-1，由于连通管入口3-1始终高于钻进钢管高度，连通液始终单向从连通管入口处流至出口处。由于连通管出口3-2管径很小，连通管3地层内空气无法进入，当连通液出口连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法，其特征在于，安装连通管（3），连通管入口（3‑1）始终高于设计钻进或顶进钢管（4）的高度，连通管出口（3‑2）安装在钻头前端；钢管（4）钻进或顶进过程中，连续通过进液管（2）将储液罐（1）中的连通液注入连通管（3）；监测钻头位置高度时，停止注入连通液，记录连通管入口（3‑1）液位稳定时的液位，通过可视化的连通管入口（3‑1）液位监测连通管出口（3‑2）及钻头位置高度。

【技术特征摘要】
1.一种近水平钻孔钻头位置高度监测方法，其特征在于，安装连通管（3），连通管入口（3-1）始终高于设计钻进或顶进钢管（4）的高度，连通管出口（3-2）安装在钻头前端；钢管（4）钻进或顶进过程中，连续通过进液管（2）将储液罐（1）中的连通液注入连通管（3）；监测钻头位置高度时，停止注入连通液，记录连通管入口（3-1）液位稳定时的液位，通过可视化的连通管入口（3-1）液位监测连通管出口（3-2）及钻头位置高度。2.根据权利要求1所述近水平钻孔钻头位置高度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将连通管（3）安装在已定位好的钻具前端，连通管（3）入口端呈“U”型并沿钢管敷设或与钻杆相连；S2，连接进液管（2）、储液罐（1）及进液阀门（2-1）；S3，钢管钻进或顶进及钻头位置高度监测；S4，钢管钻进或顶进及钻头位置高度纠偏。3.根据权利要求1所述近水平钻孔钻头位置高度监测方法，其特征在于，所述连通液为水或防冻液。4.根据权利要求1-3任一项所述近水平钻孔钻头位置高度监测方法，其特征在于，所述连通管（3）上的连通管入口（3-1）高于设计钻进或顶进钢管（4）的高度不小于30cm。5.一种近水平钻孔钻头位置高度监测装置，其特征在于，包括储液罐（1）、进液管（2）及连通管（3），所述储液罐（1）通过进液管（2）与连通管（3）连接；所述连通管（3）沿钻头钻进的钢管（4）敷设，连通管（3）上的连通管出口（3-2）设置在钻头...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨积凯，吴小维，
申请(专利权)人：北京首尔工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11