专利名称：旋挖钻机辅助施工系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据查询系统，特别是一种旋挖钻机辅助施工系统。
背景技术：
施工工法在旋挖钻机施工过程中起着至关重要的作用，好的施工工法是保证旋挖 钻机施工效率和施工质量的关键因素。在现有条件下，施工工法的获得大多是通过专业的 工法工程师到现场考察或者参考地质报告，然后给出钻杆钻具配置、施工工法，反应速度慢 且对于施工方而言流程较复杂、成本较高，本发明使得操作手可以根据地质报告随时获取 合适的施工工法。钻杆、钻斗的配置也是保证旋挖钻机施工效率和施工质量的重要因素，适合地质 条件的钻杆钻具能使得旋挖钻机的成孔效率更快，不适合的钻杆钻斗将大大降低钻进效率 甚至无法钻进，同时对于钻杆钻斗得损坏也会加大，这样就大大增加了施工成本。在现有条 件下，钻杆钻具的配置一般是施工方通过咨询相关专业人员获得，反应速度慢且对于施工 方而言流程较复杂、成本较高。旋挖钻机操作手如何根据地质报告、孔径、孔深等条件，随时 方便地获取施工工法和钻杆钻具配置方法，这是一个有待解决的技术课题。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种可以快速、方便得到现场施 工工法和钻杆钻具配置方法，以提高旋挖钻机施工效率和施工质量、降低施工成本的旋挖 钻机辅助施工系统。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案一种旋挖钻机辅助施工系统，包括PLC可编程控制器和安装于旋挖钻机驾驶室内 的显示器，PLC可编程控制器设有采集装置和存储装置，其输出信号发送至显示器，旋挖钻 机驾驶者通过PLC可编程控制器采集装置采集地质信息并完成钻杆钻具和施工工法配置 的获得，其获得的过程包括如下步骤(1)通过采集装置采集桩总长L、最大承载力F、地质类型和钻孔孔径；(2)采集第η层钻孔深度Lru选择第η层地质类型；C3)判断桩总长L是否为第一层钻孔深度Li、第二层钻孔深度L2、第三层钻孔深度 L3……与第η层钻孔深度Ln之和，若是，保存该采集参数并分别执行第(4)步、第(5)步和 第(6)步；(4)判断最大承载力F是否大于F0，若是，确定钻杆类型为机锁杆，若否，确定钻杆 类型为摩擦杆；(5)通过桩总长与钻杆长度比较，确定钻杆尺寸，即选取具有与桩总长最接近的 Χ*γ值的钻杆；(6)通过每一层的地质类型和长度与钻具类型适合的地形比较，以及孔径与钻斗 大小比较，确定钻具类型；
(7)由每一层的地质类型得到对应施工工法；(8)保存采集参数，得到钻杆、钻具配置和施工工法。本发明的旋挖钻机辅助施工系统，其中所述地质类型包括地层类型、地层松散类 型、岩石风化类型和地下水类型。本发明的旋挖钻机辅助施工系统，其中所述最大承载力的FO值为 350kPa-410kPa。本发明的旋挖钻机辅助施工系统，其中所述最大承载力的FO值为380kPa。本发明的旋挖钻机辅助施工系统，还安装有与PLC可编程控制器连接的打印机， 并通过打印机完成其书面获取过程。一种旋挖钻机辅助施工方法，通过PLC可编程控制器的采集装置采集地质信息， PLC可编程控制器通过的采集桩总长L、最大承载力F、地质类型和钻孔孔径数据判断桩总 长L是否为第一层钻孔深度Li、第二层钻孔深度L2、第三层钻孔深度L3……与第η层钻孔 深度Ln之和，若是，保存该采集参数并分别判断最大承载力F是否大于F0，以确定钻杆类型 为机锁杆或摩擦杆；通过桩总长与钻杆长度比较，确定钻杆尺寸，即选取Χ*Υ钻杆；通过每 一层的地质类型和长度与钻具类型适合的地形比较，以及孔径与钻斗大小比较，确定钻具 类型；由每一层的地质类型得到对应施工工法。本发明的旋挖钻机辅助施工方法，其中所述地质类型包括地层类型、地层松散类 型、岩石风化类型和地下水类型。本发明的旋挖钻机辅助施工方法，其中所述最大承载力的FO值为 350kPa-410kPa。本发明的旋挖钻机辅助施工方法，其中所述最大承载力的FO值为380kPa。本发明旋挖钻机辅助施工系统的优点是由于设置了 PLC可编程控制器和显示 器，PLC可编程控制器设有采集装置和存储装置，其输出信号发送至显示器，克服了通过专 业的工法工程师到现场考察或者参考地质报告的人工方式的缺陷，可以快速、方便到现场 施工工法和钻杆钻具配置方法，提高了旋挖钻机施工效率和施工质量，降低了施工成本。
图1是本发明旋挖钻机辅助施工系统的结构框图；图2是本发明旋挖钻机辅助施工系统的流程图一；图3是与流程图一相连接的流程图二 ；图4是本发明旋挖钻机辅助施工系统实施例中主页面图；图5是本发明旋挖钻机辅助施工系统实施例中松散程度选择页面图；图6是本发明旋挖钻机辅助施工系统实施例中岩石风化类型选择页面图；图7是本发明旋挖钻机辅助施工系统实施例中地下水类型选择页面图；图8是本发明旋挖钻机辅助施工系统实施例中钻具选择报告页面图；图9是本发明旋挖钻机辅助施工系统实施例中钻杆选择报告页面图；图10是本发明旋挖钻机辅助施工系统实施例中工法分析报告页面图；图11是本发明旋挖钻机辅助施工系统实施例中施工指导报告页面图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明旋挖钻机辅助施工系统的实施方式进行详细说明。参见图1，旋挖钻机自动信息记录系统由以下几部分组成PLC可编程控制器和显 示器。PLC可编程控制器设有采集装置和存储装置。显示器安装在旋挖钻机驾驶室内。PLC 可编程控制器用于处理显示器上人为采集的信号，判断地质类型、合适的施工工法、钻杆钻 具配置，并发送相应代码给显示器。显示器用于根据提示采集地质报告中的相关信息，采集 完成确认后，显示器能接受到控制器发送过来的相应代码，根据显示器接收到的代码显示 出合适的施工工法、地质信息、钻杆钻具配置等。旋挖钻机自动信息记录系统也可安装与PLC可编程控制器连接的打印机，并通过 打印机完成其书面获取过程。参见图2和图3，本发明旋挖钻机辅助施工系统，旋挖钻机驾驶者通过PLC可编程 控制器采集装置采集地质信息并完成钻杆钻具和施工工法配置的获得，其获得的过程包括 如下步骤(1)通过采集装置采集桩总长L、最大承载力F、地质类型和钻孔孔径，其中地质类 型包括地层类型、地层松散类型、岩石风化类型和地下水类型；(2)采集第η层钻孔深度Lru选择第η层地质类型；C3)判断桩总长L是否为第一层钻孔深度Li、第二层钻孔深度L2、第三层钻孔深度 L3……与第η层钻孔深度Ln之和，若是，保存该采集参数并分别执行第(4)步、第(5)步和 第(6)步；(4)判断最大承载力F是否大于F0，若是，确定钻杆类型为机锁杆，若否，确定钻杆 类型为摩擦杆；其中，FO值为350kPa-410kPa，本发明旋挖钻机辅助施工系统的实施例选取 380kPa，在350kPa-410kPa范围内，特别是380kPa，可保证得到正确的钻杆类型，进一步保 证施工的合理性和施工质量。(5)通过桩总长与钻杆长度比较，确定钻杆尺寸，即选取具有与桩总长最接近的 Χ*γ值的钻杆；(6)通过每一层的地质类型和长度与钻具类型适合的地形比较，以及孔径与钻斗 大小比较，确定钻具类型；(7)由每一层的地质类型得到对应施工工法；(8)保存采集参数，得到钻杆、钻具配置和施工工法。在本发明旋挖钻机辅助施工系统的实施例中，参见图4，用户进入显示器的辅助施 工系统页面后，根据提示可以完成地层的相关信息的采集，这些数据信息的来源是施工方 拿到的地质报告。当地层类型选择其中1、2、3时，自动跳出图示选择页面，比如选择2，参见图5，将 跳出图示页面，该页面可以选择地层松散程度。当选择地层信息20-30时，自动跳出图示选择页面，比如选择23，参见图6，将跳出 图示页面，该页面可以选择岩石风化类型。当光标跳至地下水选择框时，自动跳出图7所示选择页面，该页面可以选择地下 水类型。保存以上选择信息之后，通过操作对应按钮，得到如下报告页面参见图8，为钻具选择报告页面图，可在推荐的4种钻具中选择使用。参见图9，为钻杆选择报告页面图，可 选用推荐的钻具。参见图10，为工法分析报告页面图，参见图11，为施工指导报告页面图。 两份报告的提供使施工方不必再去咨询相关专业人员，适合地质条件的钻杆钻具能使得旋 挖钻机的成孔效率更高，操作手可以快速获得施工指导，使施工成本大大降低，旋挖钻机施 工效率和施工质量大提高。 以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案 做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种旋挖钻机辅助施工系统，其特征在于，包括PLC可编程控制器和安装于旋挖钻 机驾驶室内的显示器，PLC可编程控制器设有采集装置和存储装置，其输出信号发送至显示 器，旋挖钻机驾驶者通过PLC可编程控制器采集装置采集地质信息并完成钻杆钻具和施工 工法配置的获得，其获得的过程包括如下步骤(1)通过采集装置采集桩总长L、最大承载力F、地质类型和钻孔孔径；(2)采集第η层钻孔深度Lru选择第η层地质类型；(3)判断桩总长L是否为第一层钻孔深度Li、第二层钻孔深度L2、第三层钻孔深度 L3……与第η层钻孔深度Ln之和，若是，保存该采集参数并分别执行第(4)步、第(5)步和 第(6)步；(4)判断最大承载力F是否大于F0，若是，确定钻杆类型为机锁杆，若否，确定钻杆类型 为摩擦杆；(5)通过桩总长与钻杆长度比较，确定钻杆尺寸，即选取具有与桩总长最接近的Χ*Υ值 的钻杆；(6)通过每一层的地质类型和长度与钻具类型适合的地形比较，以及孔径与钻斗大小 比较，确定钻具类型；(7)由每一层的地质类型得到对应施工工法；(8)保存采集参数，得到钻杆、钻具配置和施工工法。
2.根据权利要求1所述的旋挖钻机辅助施工系统，其特征在于，其中所述地质类型包 括地层类型、地层松散类型、岩石风化类型和地下水类型。
3.根据权利要求1或2所述的旋挖钻机辅助施工系统，其特征在于，其中所述最大承载 力的 FO 值为 350kPa-410kPa。
4.根据权利要求3所述的旋挖钻机辅助施工系统，其特征在于，其中所述最大承载力 的FO值为380kPa。
5.根据权利要求4所述的旋挖钻机辅助施工系统，其特征在于，还安装有与PLC可编程 控制器连接的打印机，并通过打印机完成其书面获取过程。
6.一种旋挖钻机辅助施工方法，其特征在于，通过PLC可编程控制器的采集装置采集 地质信息，PLC可编程控制器通过采集桩总长L、最大承载力F、地质类型和钻孔孔径数据判 断桩总长L是否为第一层钻孔深度Li、第二层钻孔深度L2、第三层钻孔深度L3……与第η 层钻孔深度Ln之和，若是，保存该采集参数并分别判断最大承载力F是否大于F0，以确定钻 杆类型为机锁杆或摩擦杆；通过桩总长与钻杆长度比较，确定钻杆尺寸，即选取Χ*Υ钻杆； 通过每一层的地质类型和长度与钻具类型适合的地形比较，以及孔径与钻斗大小比较，确 定钻具类型；由每一层的地质类型得到对应施工工法。
7.根据权利要求6所述的旋挖钻机辅助施工方法，其特征在于，其中所述地质类型包 括地层类型、地层松散类型、岩石风化类型和地下水类型。
8.根据权利要求6或7所述的旋挖钻机辅助施工方法，其特征在于，其中所述最大承载 力的 FO 值为 350kPa-410kPa。
9.根据权利要求8所述的旋挖钻机辅助施工方法，其特征在于，其中所述最大承载力 的FO值为380kPa。
全文摘要
本发明提供的旋挖钻机辅助施工系统，包括PLC可编程控制器和安装于旋挖钻机驾驶室内的显示器，PLC可编程控制器设有采集装置和存储装置，其输出信号发送至显示器。旋挖钻机驾驶者通过PLC可编程控制器采集装置采集地质信息并完成钻杆钻具和施工工法配置的获取。本发明提供了其获取过程所执行的方法。本发明提供的旋挖钻机辅助施工系统的优点是克服了通过专业的工法工程师到现场考察或者参考地质报告的人工方式的缺陷，可以快速、方便到现场施工工法和钻杆钻具配置方法，提高了旋挖钻机施工效率和施工质量，降低了施工成本。
文档编号E21B44/00GK102134987SQ201010619988
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者冯志雄, 刘振岳, 蒋颖 申请人:北京市三一重机有限公司