【摘要】：為提高非開(kāi)挖水平定向鉆進(jìn)定位的精度和適用范圍,提出一種基于地面永磁體信標(biāo)的定位導(dǎo)向方法,在地面布置Φ50mm×300mm永磁體信標(biāo),永磁體軸線與水平面平行,利用鉆具上安裝的由5個(gè)三軸磁強(qiáng)計(jì)、1個(gè)三軸加速度計(jì)和1個(gè)三軸陀螺儀構(gòu)成的傳感器陣列測(cè)量磁信標(biāo)在鉆頭附近的磁梯度張量解算鉆頭的位置.對(duì)該定位模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)表明該定位方法在深度和水平方向的定位精度均較高,理論上通過(guò)調(diào)整磁信標(biāo)位置、永磁體數(shù)量、磁強(qiáng)計(jì)精度和基線長(zhǎng)度在足夠大的鉆進(jìn)深度和距離內(nèi)保持定位誤差小于1%,同時(shí)證明在有限鉆具空間內(nèi)基線相對(duì)越長(zhǎng),定位精度越高.實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)表明環(huán)境干擾磁場(chǎng)對(duì)該方法的影響非常小,具有良好的實(shí)際效果.該定位方法滿足非開(kāi)挖水平定向鉆進(jìn)施工時(shí)的實(shí)時(shí)定位導(dǎo)向要求,操作簡(jiǎn)單,對(duì)場(chǎng)地條件要求低,大大提高了水平定向鉆進(jìn)定位的效率和適用范圍.
[Abstract]:In order to improve the accuracy and applicable range of trenchless horizontal directional drilling positioning, a positioning and guiding method based on ground permanent magnet beacons is proposed. 桅 50mm 脳 300mm permanent magnet beacons are arranged on the ground. The permanent magnet axis is parallel to the horizontal plane, and five triaxial magnetometers installed on the drilling tools are used. A sensor array composed of a triaxial accelerometer and a triaxial gyroscope measures the position of the magnetic beacon near the bit by solving the magnetic gradient tensor. The simulation results of the positioning model show that the positioning accuracy of the positioning method is high in both depth and horizontal direction. Theoretically, by adjusting the position of magnetic beacons, the number of permanent magnets, the accuracy of magnetometer and the length of base line, the positioning error is less than 1% in a large enough drilling depth and distance. At the same time, it is proved that the longer the baseline is in the limited drilling tool space, the higher the positioning accuracy is. The experimental results show that the influence of environmental interference magnetic field on this method is very small and has a good practical effect. The positioning method meets the real-time positioning and guiding requirements of trenchless horizontal directional drilling construction, the operation is simple and the requirements for site conditions are low, which greatly improves the efficiency and applicable range of horizontal directional drilling positioning.
【作者單位】： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)土資源部公益行業(yè)基金項(xiàng)目(No.201011002-09)
【分類號(hào)】：P634

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本文編號(hào)：2526339