一种测量钻孔倾斜度的方法及其测量装置.pdf

1、10申请公布号CN103603653A43申请公布日20140226CN103603653A21申请号201310601709222申请日20131125E21B47/02220120171申请人国家电网公司地址100031北京市西城区西长安街86号申请人中国电力科学研究院72发明人丁士君陈培王建勋房琛74专利代理机构北京安博达知识产权代理有限公司11271代理人徐国文54发明名称一种测量钻孔倾斜度的方法及其测量装置57摘要一种测量钻孔倾斜度的方法及其装置，包括如下步骤（1）所述钻孔内放置激光反射件；（2）所述钻孔上方设基准平台，并调整所述基准平台为水平；使激光发生器对准所述钻孔的圆心；（3）

2、调节所述激光发生器的发射方向，当观测面观测到反射光源的反射光时，微调激光发生器直到反射光与入射光重合；（4）用倾斜度标尺测量入射光与竖直方向的夹角，所述夹角即为钻孔的倾斜度；该方法简单快捷，能够精确的测量地质钻探或灌注桩钻孔取芯等钻孔孔位的倾斜度。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN103603653ACN103603653A1/1页21一种测量钻孔倾斜度的方法，其特征在于，包括如下步骤（1）所述钻孔内放置激光反射件；（2）所述钻孔上方设基准平台，并调整所述基准平台为水平；使激光发生器对

3、准所述钻孔的圆心；（3）调节所述激光发生器的发射方向，当观测面观测到反射光源的反射光时，微调激光发生器直到反射光与入射光重合；（4）用倾斜度标尺测量入射光与竖直方向的夹角，所述夹角即为钻孔的倾斜度。2一种如权利要求1所述方法的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括基准平台（1）以及在所述基准平台下方的倾斜度标尺（6）、激光发生器（2）、激光反射件（3），所述基准平台（1）为圆形或多边形的板体，其背面分别与所述倾斜度标尺（6）和支架（4）连接，所述支架（4）的一端设有用于安装所述激光发生器（2）的转动连接件，所述激光反射件（3）包括球面镜（301）以及与所述球面镜连接的固定支架（302），所述球

4、面镜（301）反射所述激光发生器（2）发出的激光。3根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述倾斜度标尺（6）为具有X、Y和Z向坐标刻度的标尺，在所述Z向坐标刻度同一轴向上设有所述激光发生器（2）。4根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述激光发生器（2）包括激光光源及倍频晶体，所述倍频晶体置于所述激光光源谐振腔的腔外，所述倍频晶体用于转换所述激光光源发出的基频光为倍频光。5根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述基准平台（1）包括集成平板（101）、设置在所述集成平板（101）背面的反射光源观测面（102）、支撑在所述集成平板背面的可调节高度支撑件（103），所述倾斜度标尺（

5、6）与所述反射光源观测面（102）连接。6根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述基准平台（1）正面的中心及边沿分别设有水准泡（5）。7根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述转动连接件为轴承。8根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述可调节高度支撑件（103）为子母管结构，所述子管与母管的连接处通过螺栓紧固。9根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述球面镜（301）的边沿设有支撑杆（303），所述支撑杆的顶端设有滚动轴承。10根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述球面镜（301）的边沿设有牵引固定件。权利要求书CN103603653A1/3页3一种测量钻孔倾斜

6、度的方法及其测量装置技术领域0001本发明涉及一种测量钻孔倾斜度的方法及其测量装置，特别涉及一种能够精确快捷的测量钻孔倾斜度的方法及其测量装置。背景技术0002孔位倾斜度是判定灌注桩施工和钻孔质量、判断岩土层位置等信息的重要依据之一；现有孔位倾斜度一般通过钻杆的垂直度判断，或利用绳线所悬吊的重物触碰孔壁时的深度计算得到，该悬吊重物量测法主要步骤如下00031、在孔位中心下放悬吊有重物的绳索；00042、下放绳索重物触碰孔壁；00053、根据孔壁触碰位置、重物尺寸和孔径大小计算得到钻孔倾斜度。0006绳索悬吊重物量测或钻杆倾斜判断等现有测量方法一般精度较低，受外界影响大，如悬吊重物量测时重物触碰

7、孔壁需通过人对绳索的感觉判断，这种判断导致测量结果存在较大误差。发明内容0007本发明的目的是提供一种测量钻孔倾斜度的方法及其测量装置，该测量方法简单快捷，能够精确的测量地质钻探或灌注桩钻孔取芯等钻孔孔位的倾斜度。0008本发明的具体方案为0009一种测量钻孔倾斜度的方法，包括如下步骤（1）所述钻孔内放置激光反射件；（2）所述钻孔上方设基准平台，并调整所述基准平台为水平；使激光发生器对准所述钻孔的圆心；（3）调节所述激光发生器的发射方向，当观测面观测到反射光源的反射光时，微调激光发生器直到反射光与入射光重合；（4）用倾斜度标尺测量入射光与竖直方向的夹角，所述夹角即为钻孔的倾斜度；0010和最接

8、近的技术方案比，本发明的优异效果是0011（1）该测量方法利用了激光直线入射与反射的规律，相对传统方法测量结果更精确。0012（2）该测量装置采用球面镜作为孔内反射组件，使反射组件在孔内发生倾斜时仍然能反射入射激光，减小测量误差。0013（3）该测量装置操作简便，可直接通过标尺或自动采集等方式获得测量结果。0014（4）该测量装置的基准平台表面设有水准泡，可通过水准泡调节支撑件，保证基准平台处于水平，减小测量误差。0015（5）在激光发生器与支架之间设有轴承，能够转动激光发生器调节其发射激光的方向，使激光发射的方向与倾斜孔平行。0016（6）在激光反射件中的球面镜边沿设有支撑杆，支撑杆的顶端设

9、有轴承，便于球面镜在孔内滑动，避免球面镜在孔内滑动过程中磨损；球面镜的边沿处设有牵引固定件，用于说明书CN103603653A2/3页4固定下放球面镜的牵引件。附图说明0017图1是本发明测量装置的侧视图；0018图2是本发明测量装置的俯视图；0019图3是本发明倾斜度标尺的侧视图；0020图4是本发明倾斜度标尺的仰视图；0021图5是本发明激光反射件的侧视图；0022图6是本发明激光反射件的俯视图。具体实施方式0023下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。0024如图1和图2所示的实施例，所述测量装置包括基准平台1以及在所述基准平台下方的倾斜度标尺6、激光发生器2、激光反射件

10、3，所述基准平台1为矩形的木质板体，也可以呈圆形及其它多边形，所述基准平台1包括集成平板101、设置在所述集成平板101背面的反射光源观测面102、支撑在所述集成平板背面的可调节高度支撑件103，反射光源观测面102通过不透光处理，当有激光反射回来时可通过该面观测；所述可调节高度支撑件103为子母管结构，所述子管与母管的连接处通过螺栓紧固；可调节高度支撑件103有3根，通过其高度调节可保持基准平台1水平；在所述基准平台1正面的中心及边沿分别设有水准泡5，用于判定基准平台1是否水平；在所述反射光源观测面102设有所述倾斜度标尺6以及支架4，所述支架4的一端设有用于安装所述激光发生器2的转动连接件

11、，转动连接件优选为轴承，可调节激光发生器2的发射方向。0025如图3和图4所示，所述倾斜度标尺6为具有X、Y和Z向坐标刻度的标尺，所述Z向坐标刻度与所述激光发生器2在同一轴向上，用于量测入射和反射激光角度及相关距离，可采用自动读数或人工通过标尺读数。0026如图5和图6所示，所述激光反射件3包括球面镜301以及与所述球面镜连接的固定支架302，所述激光反射件3放置于钻孔孔内预订位置，用于反射激光发生器2从钻孔孔口入射的激光，其中，所述球面镜301在孔内与所述激光发生器2对应设置；所述球面镜301的边沿设有支撑杆303，所述支撑杆的顶端设有滚动轴承，便于球面镜301在孔内滑动；在所述球面镜301

12、的边沿设有牵引固定件，用于固定移动球面镜301的牵引件。0027本发明另一优选实施例为，所述激光发生器2包括激光光源及倍频晶体，所述倍频晶体置于所述激光光源谐振腔的腔外，所述倍频晶体用于转换所述激光光源发出的基频光为倍频光。0028用于上述钻孔倾斜度测量装置的测量方法，包括如下步骤0029（1）所述钻孔内放置激光反射件；0030（2）所述钻孔上方设基准平台，通过可调节高度支撑件调节所述基准平台为水平，利用基准平台上的水准泡判断水平状态；使激光发生器对准所述钻孔的圆心；0031（3）调节所述激光发生器的发射方向，当观测面观测到反射光源的反射光时，微调激光发生器直到反射光与入射光重合；说明书CN103603653A3/3页50032（4）用倾斜度标尺测量入射光与竖直方向的夹角，所述夹角即为钻孔的倾斜度。0033最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。说明书CN103603653A1/2页6图1图2图3说明书附图CN103603653A2/2页7图4图5图6说明书附图CN103603653A