非開挖傳感裝置和鉆桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及非開挖隨鉆測(cè)量裝置領(lǐng)域，具體而言，涉及一種非開挖傳感裝置和鉆桿。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，非開挖技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，尤其在各種管線的鋪設(shè)和地鐵施工等地下工程中，為了能夠保障按照預(yù)定的路線鋪設(shè)和施工，在鉆進(jìn)地表的過程需要利用導(dǎo)向傳感裝置對(duì)鉆頭的位置、姿態(tài)以及溫度等信息進(jìn)行導(dǎo)向和測(cè)量。
[0003]現(xiàn)在對(duì)具有較多巖石的地質(zhì)條件的地下層施工時(shí)，鉆進(jìn)的速度很慢，往往一桿需要三至五天，甚至十幾天，普通非開挖傳感裝置的電池續(xù)航能力一般最長為24小時(shí)，不能滿足實(shí)際操作需求。在復(fù)雜的地質(zhì)條件下(如巖石，沙土，膠土等)，由于鉆進(jìn)的速度非常緩慢，同樣的工程長度可能需要數(shù)天甚至幾個(gè)星期才能完成，這就需要非開挖傳感裝置有足夠的續(xù)航時(shí)間，現(xiàn)有技術(shù)無法解決該問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種非開挖傳感裝置和鉆桿，以改善上述的問題。
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種非開挖傳感裝置，包括導(dǎo)向傳感裝置、可充電電池以及水力發(fā)電機(jī)，所述水力發(fā)電機(jī)、所述可充電電池以及所述導(dǎo)向傳感裝置依次電連接。
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非開挖傳感裝置，使用時(shí)，將非開挖傳感裝置的導(dǎo)向傳感裝置和可充電電池放入非開挖鉆桿的鉆頭的腔體內(nèi)，將鉆頭靠近桿身的一端設(shè)置凹槽，渦輪發(fā)電機(jī)位于鉆頭靠近桿身的一端的凹槽內(nèi)。由于在施工時(shí)，需要利用桿身的管腔內(nèi)的冷卻液對(duì)鉆頭進(jìn)行冷卻，當(dāng)冷卻液通過管腔內(nèi)的水力發(fā)電機(jī)時(shí)，水力發(fā)電機(jī)即利用冷卻液的動(dòng)能發(fā)電，并且將電能輸出到可充電電池存儲(chǔ)。
[0008]進(jìn)一步地，所述水力發(fā)電機(jī)為渦輪發(fā)電機(jī)。
[0009]禍輪發(fā)電機(jī)(Turbineengine，或常簡稱為Turbine)是一種利用旋轉(zhuǎn)的機(jī)件自穿過它的流體中汲取動(dòng)能的發(fā)動(dòng)機(jī)形式，是內(nèi)燃機(jī)的一種。渦輪發(fā)電機(jī)包括渦輪機(jī)，渦輪機(jī)可利用流體沖擊葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生動(dòng)能，并將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，為可充電電池充電。
[0010]進(jìn)一步地，所述水力發(fā)電機(jī)為水輪發(fā)電機(jī)。
[0011]水輪發(fā)電機(jī)是指以水輪機(jī)為原動(dòng)力將水能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機(jī)。水流經(jīng)過水輪機(jī)時(shí)，將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸又帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能而輸出。
[0012]進(jìn)一步地，所述非開挖傳感裝置還包括穩(wěn)壓電路，所述水力發(fā)電機(jī)、所述穩(wěn)壓電路、所述可充電電池以及所述導(dǎo)向傳感裝置依次電連接。
[0013]穩(wěn)壓電路可保證當(dāng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度、電路參數(shù)等發(fā)生變化時(shí)仍能保持輸出電壓恒定的電路，避免了可充電電池為導(dǎo)向傳感裝置提供的電能不穩(wěn)定而出現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)不標(biāo)準(zhǔn)情況。
[0014]進(jìn)一步地，所述非開挖傳感裝置還包括充電保護(hù)電路，所述水力發(fā)電機(jī)、所述穩(wěn)壓電路、所述充電保護(hù)電路、所述可充電電池以及所述導(dǎo)向傳感裝置依次電連接。
[0015]考慮到在單位時(shí)間內(nèi)水流為水力發(fā)電機(jī)提供的動(dòng)能過大時(shí)，水力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流和電壓也較大，可能會(huì)超過導(dǎo)向傳感裝置的一些元器件的額定工作電壓和額定工作電流，導(dǎo)致導(dǎo)向傳感裝置被損壞。當(dāng)超過導(dǎo)向傳感裝置的一些元器件的額定工作電壓和額定工作電流時(shí)，充電保護(hù)電路自動(dòng)斷開，可保護(hù)導(dǎo)向傳感裝置不被損壞。
[0016]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)向傳感裝置包括控制器、溫度傳感器、地磁敏感器、加速度傳感器以及無線通信單元，所述控制器分別與所述溫度傳感器、所述地磁敏感器、加速度傳感器以及所述無線通信單元電連接，所述可充電電池與所述控制器電連接。
[0017]溫度傳感器用于測(cè)量鉆頭的溫度，加速度傳感器用于測(cè)量鉆頭靜止前的重力加速度的空間分量，進(jìn)而獲得鉆頭傾角和工具面傾角，既而獲得鉆頭的位移數(shù)據(jù)，地磁敏感器用于檢測(cè)鉆頭的指向和地磁極方向的夾角來獲得方位的基準(zhǔn)，既而獲得鉆頭的運(yùn)動(dòng)方向，上述的數(shù)據(jù)信息均通過控制器處理后，通過無線通信單元發(fā)送到地面的導(dǎo)向儀顯示。
[0018]進(jìn)一步地，所述可充電電池為鋰電池。
[0019]鋰電池具有使用壽命長、能量高、重量輕、高低溫適應(yīng)性強(qiáng)、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，實(shí)用性強(qiáng)。
[0020]進(jìn)一步地，所述可充電電池為鎳氫電池。
[0021 ]鎳氫電池是由氫離子和金屬鎳合成，電量儲(chǔ)備量可比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長，并且對(duì)環(huán)境無污染，具有一定的環(huán)保性。
[0022]另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種非開挖鉆桿，包括鉆頭、桿身以及上述任一所述的非開挖傳感裝置，所述鉆頭的一端設(shè)有多個(gè)第一出水孔，所述鉆頭的另一端與所述桿身的一端連接，所述鉆頭包括第一腔體和與所述第一出水孔數(shù)量相同的輸水通道，所述桿身包括用于導(dǎo)流的空心的管腔，每個(gè)所述輸水通道分別與所述管腔、一個(gè)所述第一出水孔導(dǎo)通，所述可充電電池、所述導(dǎo)向傳感裝置均位于所述第一腔體內(nèi)，所述鉆頭靠近所述桿身的一端設(shè)有凹槽，所述水力發(fā)電機(jī)位于所述鉆頭靠近桿身的一端的所述凹槽內(nèi)，所述水力發(fā)電機(jī)包括葉輪和轉(zhuǎn)子軸，所述葉輪套設(shè)于所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸外。
[0023]進(jìn)一步地，所述鉆頭的遠(yuǎn)離所述第一出水孔的一端設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有螺紋，所述鉆桿的一端設(shè)有與所述凹槽內(nèi)的螺紋相匹配的螺紋，所述鉆頭與所述鉆桿螺紋連接。
[0024]將鉆頭與鉆桿螺紋連接，在當(dāng)水力發(fā)電機(jī)或者導(dǎo)向傳感裝置損壞時(shí)，方便施工人員將鉆頭與桿身拆卸，將里面的元器件拿出進(jìn)行檢修。
[0025]相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下有益效果:本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種非開挖傳感裝置和鉆桿，該非開挖傳感裝置和鉆桿具有以下特性:1、避免了將電池使用完后丟棄對(duì)環(huán)境造成巨大的二次污染，本實(shí)用新型實(shí)施例巧妙地利用將冷卻水的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能為可充電電池充電，使得可充電電池可循環(huán)使用，不僅節(jié)能而且環(huán)保。2、對(duì)于任何復(fù)雜的工程，不會(huì)因非開挖傳感裝置的電能耗完，導(dǎo)致工作無法進(jìn)行，需要鉆桿回抽重新安裝電池，本實(shí)用新型實(shí)施例無需進(jìn)行電池更換，具有一定地高效性。3、對(duì)于很多工程，較少的觀測(cè)點(diǎn)就可以保證整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，由于本實(shí)用新型實(shí)施例提供的非開挖傳感裝置電池的續(xù)航能力很強(qiáng)，一桿可以在任何地質(zhì)條件下，在鉆機(jī)扭力允許的范圍內(nèi)打出最長的長度，大大節(jié)省成本。
[0026]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0027]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型實(shí)施例一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型實(shí)施例的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型實(shí)施例的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型實(shí)施例的選定實(shí)施例。基于本實(shí)用新型實(shí)施例中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型實(shí)施例保護(hù)的范圍。
[0028]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種非開挖傳感裝置的原理示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的渦輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的渦輪發(fā)電機(jī)的俯視圖；
[0031 ]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的渦輪發(fā)電機(jī)的左視圖；
[0032]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種非開挖傳感裝置的原理示意圖；
[0033]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的一種非開挖傳感鉆桿的外觀示意圖；
[0034]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的一種非開挖傳感鉆桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]其中，附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:導(dǎo)向傳感裝置101，渦輪發(fā)電機(jī)102，水輪發(fā)電機(jī)103，穩(wěn)壓電路104，充電保護(hù)電路105，可充電電池106，鉆頭107，桿身108，第一出水孔109，輸水通道110。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型實(shí)施例一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型實(shí)施例的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型實(shí)施例的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型實(shí)施例的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型實(shí)施例的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型實(shí)施例保護(hù)的范圍。
[0037]隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，非開挖技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，非開挖技術(shù)是指在鉆進(jìn)的過程利用導(dǎo)向傳感裝置對(duì)鉆頭的位置、姿態(tài)以及溫度等信息進(jìn)行導(dǎo)向和測(cè)量?，F(xiàn)在對(duì)地下層的巖石較多的地質(zhì)條件施工時(shí)，鉆進(jìn)的速度很慢，往往一桿需要三至五天，甚至十幾天，普通非開挖傳感裝置的電池續(xù)航能力一般最長為24小時(shí)，不能滿足實(shí)際操作需求。
[0038]有鑒于此，發(fā)明人經(jīng)過長期觀察和研究發(fā)現(xiàn)，提供了一種非開挖傳感裝置和鉆桿，該非開挖傳感裝置包括導(dǎo)向傳感裝置、可充電電池以及水力發(fā)電機(jī)，水力發(fā)電機(jī)、可充電電池以及導(dǎo)向傳感裝置依次電連接。該非開挖傳感裝置和鉆桿具有節(jié)能環(huán)保、效率高、節(jié)省成本的特點(diǎn)。
[0039]下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0040]參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種非開挖傳感裝置，包括導(dǎo)向傳感裝置101、可充電電池106以及水力發(fā)電機(jī)，水力發(fā)電機(jī)、可充電電池106以及導(dǎo)向傳感裝置101依次電連接。
[0041]如圖2、圖3、圖4所示，所述水力發(fā)電機(jī)選用渦輪發(fā)電機(jī)102，渦輪發(fā)電機(jī)(Turbineengine，或常簡稱為Turbine)是一種利用旋轉(zhuǎn)的機(jī)件自穿過它的流體中汲取動(dòng)能的發(fā)動(dòng)機(jī)形式，是內(nèi)燃機(jī)的一種。渦輪發(fā)電機(jī)包括渦輪機(jī)，渦輪機(jī)可利用流體沖擊葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生動(dòng)能，并將動(dòng)能轉(zhuǎn)