一种钻进施工模拟试验系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种钻进施工模拟试验系统，包括模型箱、控制机构、钻进机构、回拖扩孔机构、注浆机构和监测机构，钻进机构和回拖扩孔机构可交替更换的装配在控制机构靠近模型箱一侧；模型箱内铺设土体，控制机构先用于控制钻进机构对土体进行钻进过程，将钻进机构替换成回拖扩孔机构后，控制机构再用于控制回拖扩孔机构对土体进行回拖扩孔过程；注浆机构为钻进过程或回拖扩孔过程提供泥浆循环；监测机构对钻进过程、回拖扩孔过程及泥浆循环进行数据监测和分析。本实用新型专利技术中的钻进施工模拟试验系统能够完整地模拟对土体进行水平定向钻进施工中的钻进、回拖扩孔及注浆等过程，并可以对过程中的数据进行监测、获得，并进行分析计算。计算。计算。

【技术实现步骤摘要】
一种钻进施工模拟试验系统


[0001]本技术涉及钻进施工模拟试验的
，尤其涉及一种钻进施工模拟试验系统。

技术介绍

[0002]为了在实际的水平定向钻进施工中能更好的执行整个施工过程，需要在实验室针对所需施工的土体进行施工模拟试验，以获得施工模拟试验过程中的一些关键控制因素的数据，并对数据进行计算分析，最终应用到实际施工过程中，提高实际施工的效率。目前已有的钻进施工模拟试验系统难以对水平定向钻进施工过程中的钻进、回拖扩孔及注浆等过程进行完整的模拟，进而不能获得钻进、回拖扩孔及注浆等过程完整的控制因素的数据。鉴于此，有必要提供一种新型的钻进施工模拟试验系统，以克服或至少缓解上述全部或部分缺陷。

技术实现思路

[0003]本技术的主要目的是提供一种钻进施工模拟试验系统，旨在解决现有技术中难以模拟整个水平定向钻进施工过程，进而造成无法获取模拟施工过程中完整的控制因素数据的技术问题。
[0004]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0005]一种钻进施工模拟试验系统，用于对土体进行钻进施工模拟试验，所述钻进施工模拟试验系统包括模型箱、控制机构、钻进机构、回拖扩孔机构、注浆机构和监测机构，所述控制机构和所述模型箱并列布置，所述钻进机构和所述回拖扩孔机构可交替更换的装配在所述控制机构靠近所述模型箱一侧；其中，所述模型箱内用于铺设所述土体，所述控制机构先用于控制所述钻进机构通过所述模型箱对所述土体进行钻进过程，将所述钻进机构替换成所述回拖扩孔机构后，所述控制机构再用于控制所述回拖扩孔机构通过所述模型箱对所述土体进行回拖扩孔过程；所述注浆机构一侧连通所述钻进机构或者所述回拖扩孔机构，另一侧连通所述模型箱，用于对所述钻进过程或所述回拖扩孔过程提供泥浆循环；所述监测机构与所述模型箱连接，以对所述钻进过程、所述回拖扩孔过程及所述泥浆循环进行数据监测、分析及计算。
[0006]作为对所述钻进施工模拟试验系统的进一步可选的方案，所述模型箱靠近所述控制机构一侧设置有第一飘窗结构，所述模型箱远离所述控制机构一侧设置有第二飘窗结构；所述第一飘窗结构、所述第二飘窗结构、所述钻进机构和所述回拖扩孔机构的高度对应，且都低于所述土体的上表面。
[0007]作为对所述钻进施工模拟试验系统的进一步可选的方案，所述控制机构包括底座、动力控制组件、连接杆和支撑座；所述动力控制组件固定安装在所述底座上并位于远离所述模型箱的一端，所述支撑座活动安装在所述底座上并位于靠近所述模型箱的一端，所述连接杆依次穿设于所述动力控制组件和所述支撑座中，所述连接杆靠近所述模型箱一端
可交替更换的装配所述钻进机构和所述回拖扩孔机构。
[0008]作为对所述钻进施工模拟试验系统的进一步可选的方案，所述动力控制组件和所述支撑座之间设置有螺旋压力传感器，所述螺旋压力传感器可拆卸的安装在所述连接杆上。
[0009]作为对所述钻进施工模拟试验系统的进一步可选的方案，所述注浆机构包括泥浆罐和泥浆池，所述泥浆罐和所述泥浆池并列布置并通过管道相互连通，所述泥浆罐位于所述泥浆池靠近所述控制机构的一侧；所述泥浆池远离所述泥浆罐一端与所述第二飘窗结构通过进浆软管连通，所述泥浆罐远离所述泥浆池一端与所述连接杆通过出浆软管连通。
[0010]作为对所述钻进施工模拟试验系统的进一步可选的方案，所述钻进机构靠近所述连接杆一端设置有连接螺纹，与所述连接杆进行螺纹装配连接；所述钻进机构远离所述连接杆一端设置有钻头刀纹，以对所述土体进行钻进过程；且所述钻进机构为中空结构，并与所述连接杆连通。
[0011]作为对所述钻进施工模拟试验系统的进一步可选的方案，所述回拖扩孔机构靠近所述连接杆一端具有与所述钻进机构相同的连接螺纹，与所述连接杆进行螺纹装配连接；所述回拖扩孔机构远离所述连接杆一端具有圆盘结构，以增加所述回拖扩孔过程中扩孔的直径；同时，所述回拖扩孔机构为中空结构，并与所述连接杆连通，且所述圆盘结构上设置有与其内部中空连通的多个喷嘴。
[0012]作为对所述钻进施工模拟试验系统的进一步可选的方案，所述模型箱为上方开口的刚性箱体，所述刚性箱体采用透明材料制成。
[0013]作为对所述钻进施工模拟试验系统的进一步可选的方案，所述监测机构包括有数据处理组件、信号接收组件、光学传感器、压力传感器和移动支架，所述信号接收组件和所述光学传感器安装于所述移动支架上，所述移动支架位于所述模型箱的上方开口并与所述模型箱活动连接；所述压力传感器安装于所述模型箱内，并同时位于所述土体内部；所述数据处理组件独立于所述模型箱之外，并与所述信号接收组件、所述光学传感器、所述压力传感器之间相互电连接。
[0014]作为对所述钻进施工模拟试验系统的进一步可选的方案，所述模型箱的上方开口在靠近所述控制机构的一侧及远离所述控制机构的一侧均设置有L型滑槽，所述移动支架具体与所述L型滑槽活动连接。
[0015]本技术的实施例具有如下优点：
[0016]本技术的上述技术方案中，钻进施工模拟试验系统包括模型箱、控制机构、钻进机构、回拖扩孔机构、注浆机构和监测机构；模型箱和控制机构并列布置，钻进机构和回拖扩孔机构可交替更换的装配在控制机构靠近模型箱一侧；模型箱内铺设土体，控制机构先用于控制钻进机构对土体进行钻进过程，将钻进机构替换成回拖扩孔机构后，控制机构再用于控制回拖扩孔机构对土体进行回拖扩孔过程；注浆机构一侧连通模型箱，另一侧连通钻进机构或回拖扩孔机构；监测机构连接模型箱。上述方案中控制机构可以控制钻进机构和回拖扩孔机构实现对土体的钻进过程和回拖扩孔过程，同时注浆机构提供泥浆循环，所以本技术中的钻进施工模拟试验系统能够完整的模拟水平定向钻进施工中的整个施工过程；进一步的，监测机构可以对整个过程中控制因素的相关数据进行监测、获得，并进行分析计算。
[0017]为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1示出了本技术一较佳实施例中钻进施工模拟试验系统的结构示意图；
[0020]图2示出了本技术一较佳实施例中模型箱和所述监测机构的结构示意图；
[0021]图3示出了本技术一较佳实施例中控制机构的结构示意图；
[0022]图4示出了本技术一较佳实施例中注浆机构的结构示意图；
[0023]图5示出了本技术一较佳实施例中回拖扩孔机构的结构示意图。
[0024]主要元件符号说明：
[0025]100
‑
模型箱；200
‑
控制机构；300
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻进施工模拟试验系统，用于对土体进行钻进施工模拟试验，其特征在于，所述钻进施工模拟试验系统包括模型箱、控制机构、钻进机构、回拖扩孔机构、注浆机构和监测机构，所述控制机构和所述模型箱并列布置，所述钻进机构和所述回拖扩孔机构可交替更换的装配在所述控制机构靠近所述模型箱一侧；其中，所述模型箱内用于铺设所述土体，所述控制机构先用于控制所述钻进机构通过所述模型箱对所述土体进行钻进过程，将所述钻进机构替换成所述回拖扩孔机构后，所述控制机构再用于控制所述回拖扩孔机构通过所述模型箱对所述土体进行回拖扩孔过程；所述注浆机构一侧连通所述钻进机构或者所述回拖扩孔机构，另一侧连通所述模型箱，用于对所述钻进过程或所述回拖扩孔过程提供泥浆循环；所述监测机构与所述模型箱连接，以对所述钻进过程、所述回拖扩孔过程及所述泥浆循环进行数据监测、分析及计算。2.根据权利要求1所述的钻进施工模拟试验系统，其特征在于，所述模型箱靠近所述控制机构一侧设置有第一飘窗结构，所述模型箱远离所述控制机构一侧设置有第二飘窗结构；所述第一飘窗结构、所述第二飘窗结构、所述钻进机构和所述回拖扩孔机构的高度对应，且都低于所述土体的上表面。3.根据权利要求2所述的钻进施工模拟试验系统，其特征在于，所述控制机构包括底座、动力控制组件、连接杆和支撑座；所述动力控制组件固定安装在所述底座上并位于远离所述模型箱的一端，所述支撑座活动安装在所述底座上并位于靠近所述模型箱的一端，所述连接杆依次穿设于所述动力控制组件和所述支撑座中，所述连接杆靠近所述模型箱一端可交替更换的装配所述钻进机构和所述回拖扩孔机构。4.根据权利要求3所述的钻进施工模拟试验系统，其特征在于，所述动力控制组件和所述支撑座之间设置有螺旋压力传感器，所述螺旋压力传感器可拆卸的安装在所述连接杆上。5.根据权利要求3所述的钻进施工模拟试验系统，其特征在于，所述注浆机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：金亮星，金斌，韦俊杰，陈舸，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：