管道建设竣工与运营维护期,为何要依赖陀螺定向短节?
当管道埋设在地下,尤其是穿越河流、公路、铁路或城市区域时,我们很难从地表精确知道其三维空间位置是否与设计一致,或者随着时间推移是否发生了改变。
当管道埋设在地下,尤其是穿越河流、公路、铁路或城市区域时,我们很难从地表精确知道其三维空间位置是否与设计一致,或者随着时间推移是否发生了改变。
陀螺定向短节作为一种高精度的测量工具应运而生,主要集中在以下两个对数据精度要求最高、环境最苛刻的阶段:
建设阶段:非开挖定向钻铺管 (水平定向钻)及竣工测量
陀螺定向短节支持随钻测量、单点及连续测量。最快30s即可确定方位角(1°)。
在导向孔钻进环节,被安装在钻头后部,实时测量并传输方位角(0.5°)、井斜角(0.1°)、工具面角(1°/secL)。
在竣工测量中,将其置入新铺设的管道内部,进行全程牵引或推送。逐点记录下管道的方位角、井斜角和工具面角。
它能做什么?
精确导向:确保钻头严格按照设计的三维轨迹前进,准确从障碍物(如河流、公路、建筑)下方穿过,避免与地下已有的管线、电缆等设施相撞,并能精确地从预定位置出土。
竣工轨迹:与其他传感器共同协作,整合出的数据信息,可以精确重建出整条管道在地下的三维空间坐标,生成高精度的 “竣工轨迹图” 。
运营维护阶段:管道内部轨迹测绘与检测
在管道周围环境可能因地质灾害、地面荷载变化(如上方新建建筑)等原因而发生改变,导致管道受力、变形甚至位移。
将其集成到管道检测器 (PIG) 中,在检测器被流体推动行进时,持续记录其自身的三维姿态和方位变化。
它能做什么?
绘制实际轨迹: 获取管道铺设后的真实三维空间坐标,与设计图纸进行比对。
检测变形与沉降:发现管道因地质变化、地面荷载等原因产生的弯曲、沉降或位移。
攻克特定环境下的测量
套管内检测:为保护主管道,常会为其加装钢质套管。套管内部空间狭小,且会形成强烈的磁屏蔽效应,使所有磁测仪器失效。
具体应用:凭借其小直径和其内置的陀螺仪通过地球自转定向的工作原理,可轻松进入套管与主管道之间的环形空间,并直接在套管内进行测量,精确测绘出套管/被保护管的实际轨迹和位置。
小角度倾斜管道:在水平定向钻的入土、出土段,以及许多城市地下管网中,管道并非垂直,而是以极小的角度(接近水平)倾斜。这是多数测量工具的精度盲区。
具体应用:能够在此类小倾角工况下,依然保持方位角(<3°)与工具面角的高精度输出。能指导水平钻精确入轨,以及验证城市地下近乎水平的管道是否发生水平方向的位移。
更多推荐
所有评论(0)