[发明专利]水平导向钻随钻声波成像探测预警系统及其探测方法

摘要

一种水平导向钻随钻声波成像探测预警系统，包含利用通讯电缆连接的地下随钻探测与姿态测量系统以及地面数据处理系统；所述的地下随钻探测与姿态测量系统安装在水平导向钻钻杆与回括器(或导向板)之间，包含分别连接通讯电缆的随钻探测系统和随钻姿态测量系统，还包含分别电路连接随钻探测系统和随钻姿态测量系统的电源管理模块，在水平导向钻施工过程中边施工边探测，实时探测施工轨迹附近现存的地下管线，当出现危险时，向钻机操作人员告警，同时，准确描绘水平导向钻施工路线图，结合探测预警信息，给出施工路线附近现存管线的分布情况。

主权项

1.一种水平导向钻随钻声波成像探测预警系统，其特征在于，包含利用通讯电缆(2’)连接的地下随钻探测与姿态测量系统(1’)以及地面数据处理系统(3’)；所述的地下随钻探测与姿态测量系统(1’)包含分别连接通讯电缆(2’)的随钻探测系统和随钻姿态测量系统，还包含分别电路连接随钻探测系统和随钻姿态测量系统的电源管理模块；所述的随钻探测系统包含声波发射探头(101)、若干声波接收探头(102、103)、电路连接所述声波发射探头(101)的声波信号激发模块(104)、电路连接所述声波接收探头(102、103)的声波信号采集模块(105)、电路连接所述声波信号激发模块(104)和声波信号采集模块(105)的控制器(106)、还包含电路连接所述控制器(106)的第一高速数据传输电路；所述的随钻姿态测量系统包含三轴光纤陀螺(201)、三轴加速度计(202)、电子罗盘(203)、倾斜计(204)、电路连接所述三轴光纤陀螺(201)、三轴加速度计(202)、电子罗盘(203)和倾斜计(204)的数据同步采集子系统(205)、还包含电路连接所述数据同步采集子系统(205)的第二高速数据传输电路；当进行随钻探测时，随钻探测系统中的控制器(106)通过高速数据传输电路接收地面数据处理系统(3’)发出的指令和预定的激励信号，经声波信号激发模块(104)驱动发射探头(101)发射声波信号，同时，接收探头(102、103)接收水平导向钻回括器或导向板附近的土体响应信号，经声波信号采集模块(105)处理后，通过高速数据传输电路发送到地面数据处理系统(3’)进行分析处理，同时随钻姿态测量系统内的数据同步采集子系统(205)产生时间同步信号，对其内部模块进行时间同步，并对三轴光纤陀螺(201)、三轴加速度计(202)、电子罗盘(203)、倾斜计(204)进行同步数据采集，同时对采集的数据进行低通滤波和抗干扰滤波，并将处理后的数据通过高速数据传输电路发送到地面数据处理，地面数据处理系统(3’)完成地下探测数据的解算、地下系统的探测控制、地下探头姿态测量和水平导向钻施工轨迹解算。