[发明专利]一种有线导向自动放线装置和方法

说明书

本发明公开了一种有线导向自动放线装置和方法，该装置安装于水平定向钻机上，放线装置包括导电环总成、电刷总成、绕线装置、导向装置和导向线，导电环总成固定在动力头总成的主轴上并随主轴一起转动，电刷总成固定在动力头总成的本体上，不随主轴一起转动，电刷总成的导电端与导电环总成接触。导向线缠绕于绕线装置上，其一端与导电环总成连接，另一端穿过导向装置，从后端穿进钻杆内的中心孔中，然后从钻杆的前端露出并与已推进到工作面的钻杆内的导向线连接，形成一根完整的紧绷的导向线。本装置可以使导向线处于绷紧状态，防止其在导向线接头处断开，并且可以实现自动放线，提高放线效率。

技术领域

本发明涉及水平定向钻机技术领域，具体涉及一种有线导向自动放线装置和方法。

背景技术

非开挖水平定向钻机施工过程包括打导向孔，扩孔和管道回拖三个过程。其中打导向孔过程是关键环节，直接关系到管道是否能按规定轨迹铺设。所以非开挖铺管的关键技术在于导向钻孔轨迹的精确控制，确保避开原有地下管线及障碍物，按设计路线准确、顺利地铺管。导向孔轨迹的控制依靠导向钻头里的探棒发射信号，经信号传导装置传递至操作台显示器，操作员按照规划的轨迹对机器进行操作，保证导向钻孔轨迹的精确控制。按信号传送的方式分为有线导向和无线导向。对于没有信号干扰的理想地质条件下采用无线导向系统就能够完成导向任务。但是在复杂地质情况下会出现信号干扰会导致导向定位不准确使钻进轨迹无法按设计要求进行。有线导向导线采用有线连接钻头内探头来传递信号，信号更稳定可靠。有线导向在施工过程中需要把导向线穿入钻杆中心孔，动力头完成一个推进过程，需返回加入新的钻杆开始下一个推进过程，每增加一根钻杆均需要重新接线，现在一般是人工在施工设备上先把测好长度的线抽好从钻杆一端穿入钻杆中心孔，容易造成导向线缠绕混乱，钻杆两端均需有人操作，且打入泥土中的钻杆的中心孔内的线不能自动处于绷紧状态，由于中心孔内会有反流泥浆，容易被泥浆冲击搅动造成导向线在接头处断裂导，从而致导向过程失败，需要回拖钻杆从头开始，因此施工风险大，人工成本高，放线效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有线导向自动放线装置和方法，实现设备在完成一个钻杆的推进过程后能够自动放线，并保持钻进过程中导向线处于拉紧状，以提高打导向过程中放线速度和施工效率。

为实现上述目的，本发明一方面公开了一种有线导向自动放线装置，安装于水平定向钻机上，所述水平定向钻机包括动力头总成、短接头和钻杆，所述短接头与所述动力头的主轴固定连接并随主轴一起转动，前端连接所述钻杆，所述放线装置包括导电环总成、电刷总成、绕线装置、导向装置和导向线，所述导电环总成固定在所述动力头总成的主轴上并随主轴一起转动，所述电刷总成固定在所述动力头总成的本体上，不随主轴转动，所述电刷总成的导电端与所述导电环总成接触；所述导向装置和所述绕线装置固定连接在所述短接头上并随短接头一起转动；所述导向线缠绕于所述绕线装置上，其一端与所述导电环总成连接，另一端穿过所述导向装置，从后端穿进所述钻杆内的中心孔中，然后从所述钻杆的前端露出并与已推进到工作面的钻杆内的导向线连接，形成一根完整的紧绷的导向线。

进一步地，所述导电环总成包括导电环、绝缘环、固定螺母、固定螺钉，所述绝缘环位于所述导电环的内侧，所述导电环包括两个半圆环，两个半圆环通过所述固定螺钉和固定螺母进行连接。

进一步地，所述导向线一端通过固定螺母和固定螺钉压紧在两个半圆环的连接处。

进一步地，所述绕线装置和所述导向装置通过抱箍固定连接在所述短接头上。

进一步地，所述绕线装置包括绕线盘、侧支撑I、连接轴、抱箍I，所述绕线盘放置于两个所述侧支撑I之间，并通过所述连接轴支撑，所述绕线盘可相对所述连接轴转动；所述侧支撑I固定在所述抱箍I上。

进一步地，所述导向装置包括两个导向轮、两个侧支撑II，所述导向轮安装在两个所述侧支撑II之间，两个所述导向轮之间存在缝隙。

另一方面，本发明还公开了一种根据上述所述的有线导向自动放线装置的放线方法，包括如下步骤：