如何解决水平定向钻在施工中出现的问题及关键技术(一)
责任编辑:cnlng    浏览:4930次    时间: 2009-07-28 18:23:43      

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摘要:1、 前言 自70年代初,在美国发展起来的受控水平定向钻(HDD),已在世界范围内成为一种障碍物下铺设管线的高效、可靠的方法。该技术获得了不容置疑的技术与经济成功,且具有十分积极的环保优势。随着我国经济的发展,通讯、电能传输、石油工业、天然气的开采及水利事..

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 1、 前言

    自70年代初,在美国发展起来的受控水平定向钻(HDD),已在世界范围内成为一种障碍物下铺设管线的高效、可靠的方法。该技术获得了不容置疑的技术与经济成功,且具有十分积极的环保优势。随着我国经济的发展,通讯、电能传输、石油工业、天然气的开采及水利事业的突飞猛进,同时随着城市高层建筑及铁路、公路、核电基础和水利工程设施的不断兴建,地下工程建设和应用日益广泛,非开挖施工技术在穿越公路、铁路、建筑物、河流以及在闹市区、古迹保护区、农作物和植被保护区等条件下,进行供水、煤气、电力、电讯、石油、天然气等管线的铺设、更新和修复等方面的作用日益明显。随着非开挖技术在煤气管线施工中应用越来越广,出现的问题越来越多,对出现的问题从以下几方面采用关键技术将其解决。

    2 、钻机锚固

    钻机在施工中如锚固不好,钻进拖管过程中发生事故的情况非常多。在钻机锚固前,对锚固区域用仪器进行地下管线检测,防止将锚杆打在地下管线上。合理钻机锚固是顺利完成钻进及回拖管的前提,钻机锚固能力反映了钻机在钻进和回拖施工时利用本身功率的能力。一台钻机推力再大,钻机在定向中发生了移动,也会导致钻机无法按预定的计划完成钻进工作。在回拖管时,如锚固不好,钻机移动,需进一步锚固,从而导致了管道有可能拖不动,进一步加大钻机拖力,会出现钻机的全部功率作用在钻机机身上,容易发生设备破坏和人员伤亡。

    3 、信号接收

    信号在钻进过程中,由于地磁信号强(建筑物、高架桥屏蔽作用),使定向信号无法接收。依靠在信号消失之前的钻进斜率与点数在钻杆上作标记进行盲钻,在盲钻过程中,由钻杆上的标记及计算钻杆的斜率来完成造斜及整个钻进,直至信号出现(例如泰安阿吉斯在施工过程盲钻150m,直至收到信号,从而完成整个工程施工)。

    4 、钻具选择

    钻头是定向的重要工具之一,对于不同的土层,采用不同的钻头,这样才能防止卡钻的出现。
  
    (1)淤泥质粘土:必需采用较大的钻头,要想向前推进0.9m就实现钻孔变向,狗腿度为10的钻头或大钻头。
    (2)干燥的软粘土:采用中等尺寸钻头效果最佳。
    (3)硬土层:较小的钻头效果最佳,要保证钻头至少比探头外筒的尺寸大12.5mm。
    (4)钙质层:最小钻头效果最佳,采用特殊的切削破碎技术来实现钻孔方向改变。
    (5)糖粒砂:中等尺寸狗腿度钻头效果最佳,镶焊硬质合金钻头耐磨性最好,钻机的锚固和钻进液是成败的关键。
    (6)砂质淤泥:中等到大尺寸钻头效果较好。有时需要高扭矩来驱动钻头。
    (7)致密砂层:小尺寸锥形钻头效果最好,但钻头的尺寸必须大于探头外筒的尺寸,这种土质中,向前推进较难,可较快实现控向,钻机锚固是钻孔成功的关键。
    (8)砾石层:镶焊小尺寸硬质合金的钻头效果最佳,对于大颗粒卵石层,钻进难度大,不过若卵石层间有足够的胶结性土,钻进还是可行的。在砾石层中,回扩难度最大。
    (9)固结的岩层:使用孔内动力钻具钻进效果最佳。采用标准钻头钻到硬质岩时,钻机可在无明显方向改变的条件下完成施工。

 

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