CN115060236A - 一种测斜装置及方法 - Google Patents
一种测斜装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115060236A CN115060236A CN202210683137.6A CN202210683137A CN115060236A CN 115060236 A CN115060236 A CN 115060236A CN 202210683137 A CN202210683137 A CN 202210683137A CN 115060236 A CN115060236 A CN 115060236A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sections
- pressure oil
- pipes
- oil pipes
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 72
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
- G01C9/02—Details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种测斜装置及方法，包括：S1、根据n段钢管的倾斜角和n+1段钢管的倾斜角，确定n段高压油管的圆心角；S2、根据n段高压油管的圆心角，通过三角函数确定n段高压油管的位移量；S3、确定若干段高压油管的位移量和若干段钢管的位移量，并累计。在本发明中，通过三角函数关系，确定出各段高压油管的倾斜度，并结合了各段钢管的倾斜度，因此，使得测斜装置测量出的数据更为精准。
Description
技术领域
本发明涉及测斜技术领域，具体涉及一种测斜装置及方法。
背景技术
实际工程中测斜管的扭转现象普遍存在，主要集中在两个方面，一是初次下放测斜管的过程中产生的，由于测孔深度较深，并且测斜管是拼接而成，分段下管逐节在孔口接成所需的弧长时，不易使导槽对正；软土易缩，孔钻孔内浮力大，导致下管闲难等因素使得埋入土体中的测斜管易发生扭转，下放的时候很难保证垂直到测孔底部，很有可能产生测斜管的扭转。二是当测斜管固定后，由于测斜管深部长期受到岩层的作用力，PVC测斜管变形稳定性差，除了让测斜管产生倾斜也会因为受力不均产生扭转。
现有技术中，通过测斜仪测斜时，仅考虑了钢管的斜率，而未考虑各个钢管之间连接的高压油管的斜率，因此，测斜仪测量出的数据存在偏差，导致数据精度的较低。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种测斜装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
第一方面，一种测斜装置，包括：
由若干段钢管和若干段高压油管构成的测斜管；
测斜管的两端设为钢管，任意两个钢管之间连接有高压油管。
第二方面，一种测斜方法，包括：
S1、根据n段钢管的倾斜角和n+1段钢管的倾斜角，确定n段高压油管的圆心角；
S2、根据n段高压油管的圆心角，通过三角函数确定n段高压油管的位移量；
S3、确定若干段高压油管的位移量和若干段钢管的位移量，并累计。
可选地，步骤S1具体包括：
计算n+1段钢管的倾斜角与n段钢管的倾斜角的角度差，该角度差为n 段高压油管的圆心角。
可选地，步骤S2具体包括：
S21、获取n段高压油管的弧长；
S22、根据n段高压油管的圆心角和n段高压油管的弧长，确定n段高压油管的半径；
S23、根据n段高压油管的半径和n段高压油管的圆心角，确定n段高压油管的弦长；
S24、根据n段高压油管的弦长，确定n段高压油管的位移量。
可选地，n段高压油管的弧长为n段高压油管的长度。
可选地，步骤S22具体包括：
根据公式
确定n段高压油管的半径；
其中，Rn为n段高压油管的半径，Sn为n段高压油管的长度,An为n段高压油管的圆心角。
可选地，步骤S23具体包括：
根据公式
确定n段高压油管的弦长；
其中，Ln为n段高压油管的弦长，Rn为n段高压油管的半径，An为n 段高压油管的圆心角。
可选地，步骤S24具体包括：
以测斜管的底端为基点，过基点作三条互相垂直的X轴、Y轴和Z轴；
根据公式
确定n段高压油管的X轴位移量；
根据公式
确定n段高压油管的Y轴位移量；
根据公式
确定n段高压油管的Z轴位移量；
其中，Sn为n段高压油管的长度,αnx为n段高压油管在XOZ平面上的投影与Z轴的夹角，α(n+1)x为n+1段高压油管在XOZ平面上的投影与Z 轴的夹角,αny为n段高压油管在YOZ平面上的投影与Z轴的夹角，α(n+1)y 为n+1段高压油管在YOZ平面上的投影与Z轴的夹角，αnz为n段高压油管与Z轴的夹角，α(n+1)z为n+1段高压油管与Z轴的夹角。
可选地，步骤S3具体包括：
根据公式ΔXn直线＝sinαncosθnLn-sinαn′cosθn′Ln，确定n段钢管的X轴位移量；
根据公式ΔYn直线＝sinαnsinθnLn-sinαx′sinθn′Ln，确定n段钢管的 Y轴位移量；
根据公式ΔZn直线＝(cosαn-cosαn')Ln，确定n段钢管的Z轴位移量；
其中，Ln为n段钢管的长度,an为检测状态下n段钢管与Z轴的倾斜角，θn为检测状态下将n段钢管投影到X轴所在的平面上时，n段钢管与X轴的夹角，an'为初始状态下n段钢管与Z轴的倾斜角，θn'为初始状态下将n段钢管投影到X轴所在的平面上时，n段钢管与X轴的夹角。
可选地，步骤S3还包括：
ΔXn＝ΔXn直线+ΔXn圆弧；
ΔYn＝ΔYn直线+ΔYn圆弧；
ΔZn＝ΔZn直线+ΔZn圆弧。
本发明具有的优点和积极效果是：
在本发明中，通过确定各段钢管的倾斜度和各段高压油管的倾斜度，即可确定出测斜管整体的倾斜度，因此，能够更准确的测量出测斜管的倾斜数据。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种钢管和高压油管的连接结构图；
图2是本发明的一种测斜方法的流程图；
图3是本发明的一种测斜装置在XZ平面的示意图；
图中：1、钢管；2、高压油管；3、测斜管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种测斜装置，如图1所示，包括：
由若干段钢管和若干段高压油管构成的测斜管；
测斜管的两端设为钢管，任意两个钢管之间连接有高压油管。
需要说明的是，钢管为非柔性管，高压油管为柔性管，当测斜管发生倾斜时，高压油管可能会发生轻度弯折，然而钢管仅会随着测斜管的倾斜而倾斜，但不会发生弯折。
在本发明中，设置钢管和高压油管的数量，可根据实际情况进行设置，在此并不做具体限定，以满足不同场景的需求，提高设计的灵活性。
一种测斜方法，如图2所示，包括：
S1、根据n段钢管的倾斜角和n+1段钢管的倾斜角，确定n段高压油管的圆心角；
步骤S1具体包括：
计算n+1段钢管的倾斜角与n段钢管的倾斜角的角度差，该角度差为n 段高压油管的圆心角。
参见图3所示，在XZ平面内，加粗的下直线段表示第n段钢管，加粗的上直线段表示第n+1段钢管，由于高压油管为柔性管，因此，加粗的圆弧线段表示第n段高压油管。
第n段高压油管圆心角An＝α(n+1)X-αnX，其中，α为弧度且带符号。
S2、根据n段高压油管的圆心角，通过三角函数确定n段高压油管的位移量；
步骤S2具体包括：
S21、获取n段高压油管的弧长；
其中，n段高压油管的弧长为n段高压油管的长度，并且，每段高压油管的长度均相同，均为Sn。
S22、根据n段高压油管的圆心角和n段高压油管的弧长，确定n段高压油管的半径；
具体地，根据公式
确定n段高压油管的半径；
其中，Rn为n段高压油管的半径，Sn为n段高压油管的长度,An为n段高压油管的圆心角。
S23、根据n段高压油管的半径和n段高压油管的圆心角，确定n段高压油管的弦长；
具体地，根据公式
确定n段高压油管的弦长；
其中，Ln为n段高压油管的弦长，Rn为n段高压油管的半径，An为n 段高压油管的圆心角。
S24、根据n段高压油管的弦长，确定n段高压油管的位移量。
以测斜管的底端为基点，过基点作三条互相垂直的X轴、Y轴和Z轴；
根据公式
确定n段高压油管的X轴位移量；
根据公式
确定n段高压油管的Y轴位移量；
根据公式
确定n段高压油管的Z轴位移量；
其中，Sn为n段高压油管的长度,αnx为n段高压油管在XOZ平面上的投影与Z轴的夹角，α(n+1)x为n+1段高压油管在XOZ平面上的投影与Z 轴的夹角,αny为n段高压油管在YOZ平面上的投影与Z轴的夹角，α(n+1)y 为n+1段高压油管在YOZ平面上的投影与Z轴的夹角，αnz为n段高压油管与Z轴的夹角，α(n+1)z为n+1段高压油管与Z轴的夹角。
S3、确定若干段高压油管的位移量和若干段钢管的位移量，并累计。
具体地，可通过如下方法确定钢管的位移量：
根据公式ΔXn直线＝sinαncosθnLn-sinαn′cosθn′Ln，确定n段钢管的X轴位移量；
根据公式ΔYn直线＝sinαnsinθnLn-sinαn′sinθn′Ln，确定n段钢管的 Y轴位移量；
根据公式ΔZn直线＝(cosαn-cosαn')Ln，确定n段钢管的Z轴位移量；
说明一点，每段钢管的中心位置处均设有一加速度计，通过加速度计测量重力加速度在不同的轴向上的数据，从而计算出an、an'、θn和θn'。
通过加速度计，测量出的初始加速度数据为(Ax1’,Ay1’,Az1’)、 (Ax2’,Ay2’,Az2’)、(Ax3’,Ay3’,Az3’)…(Axn’,Ayn’,Azn’)；
通过加速度计，测量出的实时加速度数据为(Ax1,Ay1,Az1)、 (Ax2,Ay2,Az2)、(Ax3,Ay3,Az3)…(Axn,Ayn,Azn)；
θn＝atan2(Azn,Axn)；
θn'＝atan2(Azn',Axn')；
将计算出的an、an'、θn和θn'，带入到上述公式ΔXn直线、ΔYn直线和ΔZn直线，可计算出ΔXn直线、ΔYn直线和ΔZn直线。
其中，Ln为n段钢管的长度,an为检测状态下n段钢管与Z轴的倾斜角，θn为检测状态下将n段钢管投影到X轴所在的平面上时，n段钢管与X轴的夹角，an'为初始状态下n段钢管与Z轴的倾斜角，θn'为初始状态下将n段钢管投影到X轴所在的平面上时，n段钢管与X轴的夹角。
此外，当计算出若干段钢管的X轴位移量、Y轴位移量和Z轴位移量后，结合上述确定出的若干段高压油管的X轴位移量、Y轴位移量和Z轴位移量，可得测斜管整体的位移量，即：
ΔXn＝ΔXn直线+ΔXn圆弧；
ΔYn＝ΔYn直线+ΔYn圆弧；
ΔZn＝ΔZn直线+ΔZn圆弧。
如此，在本发明中，通过确定各段钢管的倾斜度和各段高压油管的倾斜度，即可确定出测斜管整体的倾斜度，也就是说，本发明与现有技术相比，考虑到了高压油管的倾斜度，因此，使测斜装置测量出的数据更为精准。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种测斜装置，其特征在于，包括：
由若干段钢管和若干段高压油管构成的测斜管；
测斜管的两端设为钢管，任意两个钢管之间连接有高压油管。
2.一种基于如权利要求1所述的一种测斜装置的方法，其特征在于，包括：
S1、根据n段钢管的倾斜角和n+1段钢管的倾斜角，确定n段高压油管的圆心角；
S2、根据n段高压油管的圆心角，通过三角函数确定n段高压油管的位移量；
S3、确定若干段高压油管的位移量和若干段钢管的位移量，并累计。
3.根据权利要求2所述的一种测斜方法，其特征在于，步骤S1具体包括：
计算n+1段钢管的倾斜角与n段钢管的倾斜角的角度差，该角度差为n段高压油管的圆心角。
4.根据权利要求2所述的一种测斜方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
S21、获取n段高压油管的弧长；
S22、根据n段高压油管的圆心角和n段高压油管的弧长，确定n段高压油管的半径；
S23、根据n段高压油管的半径和n段高压油管的圆心角，确定n段高压油管的弦长；
S24、根据n段高压油管的弦长，确定n段高压油管的位移量。
5.根据权利要求4所述的一种测斜方法，其特征在于，n段高压油管的弧长为n段高压油管的长度。
6.根据权利要求5所述的一种测斜方法，其特征在于，步骤S22具体包括：
根据公式
确定n段高压油管的半径；
其中，Rn为n段高压油管的半径，Sn为n段高压油管的长度,An为n段高压油管的圆心角。
7.根据权利要求6所述的一种测斜方法，其特征在于，步骤S23具体包括：
根据公式
确定n段高压油管的弦长；
其中，Ln为n段高压油管的弦长，Rn为n段高压油管的半径，An为n段高压油管的圆心角。
8.根据权利要求7所述的一种测斜方法，其特征在于，步骤S24具体包括：
以测斜管的底端为基点，过基点作三条互相垂直的X轴、Y轴和Z轴；
根据公式
确定n段高压油管的X轴位移量；
根据公式
确定n段高压油管的Y轴位移量；
根据公式
确定n段高压油管的Z轴位移量；
其中，Sn为n段高压油管的长度,αnx为n段高压油管在XOZ平面上的投影与Z轴的夹角，α(n+1)x为n+1段高压油管在XOZ平面上的投影与Z轴的夹角,αny为n段高压油管在YOZ平面上的投影与Z轴的夹角，α(n+1)y为n+1段高压油管在YOZ平面上的投影与Z轴的夹角，αnz为n段高压油管与Z轴的夹角，α(n+1)z为n+1段高压油管与Z轴的夹角。
9.根据权利要求8所述的一种测斜方法，其特征在于，步骤S3具体包括：
根据公式ΔXn直线＝sinαncosθnLn-sinα′ncosθ′nLn，确定n段钢管的X轴位移量；
根据公式ΔYn直线＝sinαnsinθnLn-sinαn′sinθn′Ln，确定n段钢管的Y轴位移量；
根据公式ΔZn直线＝(cosαn-cosαn')Ln，确定n段钢管的Z轴位移量；
其中，Ln为n段钢管的长度,an为检测状态下n段钢管与Z轴的倾斜角，θn为检测状态下将n段钢管投影到X轴所在的平面上时，n段钢管与X轴的夹角，an'为初始状态下n段钢管与Z轴的倾斜角，θn'为初始状态下将n段钢管投影到X轴所在的平面上时，n段钢管与X轴的夹角。
10.根据权利要求9所述的一种测斜方法，其特征在于，步骤S3还包括：
ΔXn＝ΔXn直线+ΔXn圆弧；
ΔYn＝ΔYn直线+ΔYn圆弧；
ΔZn＝ΔZn直线+ΔZn圆弧。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210683137.6A CN115060236B (zh) | 2022-06-15 | 2022-06-15 | 一种测斜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210683137.6A CN115060236B (zh) | 2022-06-15 | 2022-06-15 | 一种测斜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115060236A true CN115060236A (zh) | 2022-09-16 |
| CN115060236B CN115060236B (zh) | 2024-07-12 |
Family
ID=83201547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210683137.6A Active CN115060236B (zh) | 2022-06-15 | 2022-06-15 | 一种测斜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115060236B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150253135A1 (en) * | 2013-09-03 | 2015-09-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Toroidal link for rpm measurement |
| CN208780186U (zh) * | 2018-07-17 | 2019-04-23 | 华思（广州）测控科技有限公司 | 一种新型阵列测斜仪 |
| CN112813952A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-05-18 | 广州芯诚智控科技有限公司 | 一种集成测斜测扭的柔性测斜仪 |
| CN113739705A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-03 | 武汉地震工程研究院有限公司 | 一种基于分段圆弧拼接算法的构件横向位移监测方法 |
| CN215177636U (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-14 | 北京瑞威工程检测有限公司 | 一种用于隧道出口挡墙护坡的位移监测装置 |
-
2022
- 2022-06-15 CN CN202210683137.6A patent/CN115060236B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150253135A1 (en) * | 2013-09-03 | 2015-09-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Toroidal link for rpm measurement |
| CN208780186U (zh) * | 2018-07-17 | 2019-04-23 | 华思（广州）测控科技有限公司 | 一种新型阵列测斜仪 |
| CN112813952A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-05-18 | 广州芯诚智控科技有限公司 | 一种集成测斜测扭的柔性测斜仪 |
| CN113739705A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-03 | 武汉地震工程研究院有限公司 | 一种基于分段圆弧拼接算法的构件横向位移监测方法 |
| CN215177636U (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-14 | 北京瑞威工程检测有限公司 | 一种用于隧道出口挡墙护坡的位移监测装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 薛丽影;倪克闯;: "阵列式位移计在动力测试中的应用", 地震工程学报, no. 04, 30 December 2014 (2014-12-30) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115060236B (zh) | 2024-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2016520826A (ja) | 循環センサアレイ | |
| CN106441224A (zh) | 一种固定式测斜仪及其使用方法 | |
| ITTO20110660A1 (it) | Metodo per direzionare perforazioni verticali | |
| CN102168969A (zh) | 一种船闸闸室墙变形监测装置及监测方法 | |
| CN115046525B (zh) | 一种深层水平位移测量的活动式测斜仪及方法 | |
| CN215177636U (zh) | 一种用于隧道出口挡墙护坡的位移监测装置 | |
| JP2007263689A (ja) | 外部情報を得られない環境における装置の方位計測方法 | |
| CN115060236A (zh) | 一种测斜装置及方法 | |
| CN106500663A (zh) | 一种倾斜度激光测量方法及*** | |
| CN206669221U (zh) | 海底管道安装伺服机器人 | |
| CN111608213A (zh) | 一种基坑支护桩水平位移的测量方法及装置 | |
| CN111060100A (zh) | 一种智能导向仪的测量方法、***及终端 | |
| JP5933238B2 (ja) | 孔軌跡の計測装置及び計測方法 | |
| JP2006162539A (ja) | 変位測定方式及び方法 | |
| JP4260798B2 (ja) | 地下水流向流速測定方法 | |
| CN214666702U (zh) | 一种水平位移测量装置 | |
| CN110130413A (zh) | 基于地下基准点布置方式的基坑监测方法 | |
| KR20170112074A (ko) | 지중관로 내부 측정장치 및 방법 | |
| JP2003097186A (ja) | 推進工法における掘進機位置の測定方法 | |
| CN212772499U (zh) | 一种基坑支护桩水平位移的测量装置 | |
| CN211262208U (zh) | 一种钻孔斜度的测量装置 | |
| US3229375A (en) | Method of surveying an inclined wellbore | |
| CN209857880U (zh) | 一种可沿水平方向测量沉降的测斜仪半刚性推杆 | |
| CN115096255A (zh) | 一种测量水平沉降装置及方法 | |
| JP5559008B2 (ja) | 固定式計測装置及び方向制御削孔装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |