HDD水平定向钻施工工艺

水平定向钻机(第三部分)在水平定向钻机机施工过程中中，需要使用用与钻机功率率相匹配的泥泥浆液搅拌装装置，对于钻钻头的钻进和壳壁的的支撑保护有有着十分重要要的作用。目目前，水平定定向钻机泥浆搅拌拌装置中，膨膨润土是经罐罐体上面的料料斗而进入搅搅拌罐内的，泥泥浆罐内搅拌拌是采取电动机机带动离心泵泵来搅拌。在在实际工作过过程中存在以以下问题：（1）加膨润土土的料斗过高高，故易造成膨润润土的粉末从从料斗飞出而而伤害操作人人员（2）离心泵与与罐体的密封封结构部分经经常泄漏（3）因罐体内混混合液的PH值不断在变变化，故造成成离心泵要经经常更换，而而且罐体内的的搅拌器更换换次数增加等等。本文介绍一种新新型泥浆搅拌拌装置，它是是一种为水平平定向钻提供供钻进所用泥泥浆的一种新新型高效搅拌拌设备，并可可在其它需要要用混合配比比浆液的场合使用。1新型泥浆搅拌拌装置的结构构该新型搅拌装置置结构简单，分分为以下几大大系统；汽油油机泵与搅拌拌罐间通过软软管连接系统统，该系统由汽油机机泵、软管、Y型过滤器、弯弯头等组成，其其特点为：汽汽油机泵不断断地将泥浆液液通过Y型过滤器不停地搅拌拌；罐顶部喷喷管系统，该该系统由内外外丝接头、喷喷管、圆柱连连接体、弯头头、过滤罩、三三通、管道内文丘里里喷嘴、弯头头、垫圈、锁锁紧螺母、塑塑料管、内衬衬喷嘴组成，内内外丝接头固固定在喷管上上，喷管固定在三通上上，弯头、过过滤罩固定在在圆柱连接体体上，圆柱连连接体固定在在三通上，内内衬喷嘴固定定在管道内文文丘里喷嘴上上，管道内文文丘里喷嘴、弯弯头固定在塑塑料管上，垫垫圈、锁紧螺螺母固定在搅搅拌罐上等组组成，固定在搅拌罐罐的上面，其其特点为：一一方面对搅拌拌罐内的混合合液不断搅拌拌，另一方面面在系统循环环的同时通过过罐顶部喷管管系统内的文文丘里喷嘴而而形成的负压压，经进料塑塑料软管将膨膨润土自动吸吸入搅拌罐内内，可迅速完成搅拌拌罐内泥浆的的配比要求；；下部喷管系系统，该系统统由罐内文丘丘里喷嘴、加加强筋、罐内内喷嘴、内锁紧螺母、软软垫圈、外锁锁紧螺母、弯弯头、水管、外外垫圈组成，其其特点为：罐罐内文丘里喷喷嘴焊在加强强筋上，由大小小头、直圆管管、管径扩大大管组成，罐罐内喷嘴一端端焊在加强筋筋上，另一端端固定在内锁锁紧螺母上，其头端端为大小头，内内锁紧螺母、软软垫圈、外锁锁紧螺母、外外垫圈固定在在搅拌罐上，水水管固定在弯弯头上，弯头固固定在外锁紧紧螺母上。2新型泥浆搅拌拌装置的结构构的工作原理理先将水通过加水水口10注入罐内，汽汽油机泵将水水从底部胶管管1吸入并打入入进水胶管3，经Y型过滤器5过滤，分为为两路：一路路经罐顶部喷喷管系统9从罐体11顶部喷下；；另一路经四四通阀14和胶管15从底部喷管管系统2喷出，以此此可大大地增增加搅拌效率；同时罐罐顶部喷管系系统9利用系统内内的文丘里喷喷嘴产生的负负压将膨润土土从塑料管7内吸入并与与水液混合搅拌，混混合液在罐体体11内得到不断断循环搅拌，从从而达到配制制泥浆液的目目的。另外，水水与膨润土的的配比可通过过膨润土的吸吸入量来控制制。一般十分分钟左右即可可完成1700L液体的配制制。3结束语本新型泥浆搅拌拌装置是克服服了膨润土粉粉末的飞出；；解决了离心心泵与罐体的的密封结构部部分经常漏液液而造成环境境污染的问题题；离心泵和和罐体内的搅搅拌器要经常常更换时间延延长的问题。该该装置具有制制浆快速高效，自动动化程度高，可可提供不同配配比的泥浆液液等特点，经经过生产试制制、型式试验验和工业试验验，取得较好的效果果，达到了预预期的设计目目的。新型泥浆搅拌装装置视图(去掉件1、件件12、件13及相关管路)新型泥浆搅拌装装置左视图底部喷管系统罐顶部喷管系统统水平定向钻机(第一部分)概述水平定向钻机是是在不开挖地地表面的条件件下，铺设多多种地下公用用设施(管道、电缆缆等)的一种施工工机械，它广泛泛应用于供水水、电力、电电讯、天然气气、煤气、石石油等管线铺铺设施工中，它它适用于沙土土、粘土、卵石等地况况，我国大部部分非硬岩地地区都可施工工。工作环境境温度为-15℃~+45℃。水平定向向钻进技术是是将石油工业业的定向钻进进技术和传统统的管线施工工方法结合在在一起的一项项施工新技术术，它具有施施工速度快、施工精精度高、成本本低等优点，广广泛应用于供供水、煤气、电电力、电讯、天天然气、石油油等管线铺设设施工工程中。水水平定向钻进进设备，在十十几年间也获获得了飞速发发展，成为发发达国家中新新兴的产业。目目前其发展趋势正朝朝着大型化和和微型化、适适应硬岩作业业、自备式锚锚固系统、钻钻杆自动堆放放与提取、钻钻杆连接自动润滑、防防触电系统等等自动化作业业功能、超深深度导向监控控、应用范围围广等特征发发展。该种设设备一般适用于管径φ300~φ1200mmm的钢管、PE管，最大铺铺管长度可达达1500m，适应于软软土到硬岩多多种土壤条件，应用前前景广阔。下下面因此对水水平定向钻的的研究意义十十分重要！1水平定向钻钻机的相关产产品与关键技技术及分类1.1国内外相相关产品的发发展特点国内有徐工的ZZD12455/ZD15550/ZDD2070//ZD251100系列水平定定向钻机，ZD系列水平定定向钻机在国内首首次采用了电电液比例控制制技术、机电电液一体化PLC控制技术、动动力头闭式回回路节能、防防触电报警等等多项先进技技术。在钻杆杆自动装卸钻钻杆、自动锚固、自自动润滑、自自动钻进和回回拖、触电保保护等方面具具有创新点，主主要技术性能能指标达到了了国外同类产产品的先进水水平，在提高高工作效率，安安全防护，减减轻劳动强度度等方面居国国内同类型产产品的领先水平平。为目前国国内技术最先先进，自动化化程度最高的的钻机。中国国地质科学院院勘探技术研研究所、连云港黄海海机械厂、北北京土行孙非非挖技术有限限公司生产的的DDW80、DDW1000、DDW2000系列水平定向钻、中中联重科、深深圳钻通公司司生产的ZT10，ZT12、ZT15、ZT20系列水平定定向钻。在以以上的国内钻机中中目前以徐工工的ZD系列水平定定向钻机的配配备为最好，该该系列产品在在国内首次采采用了电液比例控制制技术、机电电液一体化PLC控制技术、动动力头闭式回回路节能、防防触电报警等等多项先进技技术。在钻杆自动动装卸钻杆、自自动锚固、自自动润滑、自自动钻进和回回拖、触电保保护等方面领领先，主要技技术性能指标达达到了国外同同类产品的先先进水平，在在提高工作效效率，安全防防护，减轻劳劳动强度等方方面居国内同类型型产品的领先先水平。国外外的DitchhWitcch公司是世界界上生产非开开挖定向钻机机较先进的公公司，具有先先进的控制技技术和良好的的通讯设备，技技术性能先进、操操作性能良好好，目前生产产的系列产品品有JT520、JT9200L、JT17220MI、JT40220MI、JT70220MI和广普型钻钻机JT27220AT、JT40220AT等中小型钻机。DitchhWitcch的钻孔资料料处理系统，可可进行钻孔轨轨迹设计，进进行相关钻孔孔数据的记录录。其中DitcchWitcch公司JT27220/JT22720M、JT40220/JT44020M型定向钻是是其在我国销销售的主导产产品。VERMEEER公司是世界界上另一非开开挖设备的著著名生产厂家家，其水平定定向钻机从迷迷你型钻机到到大型钻机有多种种型号，主要要有：PL80000、D7*111A、D10*115A、D16*200A、D18*222、D24*226、D24*40、D33*444、D40*440、D50*1100、D80*1120、D100**120、D150**300、D200**300、D300**500等；美国CASE公司生产的60系列五种型型号，美国凯凯斯公司是发发展水平定向向钻产业较晚晚的公司，产产品有凯斯6010、凯斯6030等型号的新新型定向钻，但但生产的产品品性能先进，尤尤其是在PLC控制，自动更换钻杆等等方面有其独独特的先进性性和优越性。其其中凯斯6030型定向钻是是其在我国销销售的主导产产品，主轴最最大扭矩5423NN.m，主轴三速速旋转，最大大进给力与回回拖力均为13.6T，满载钻杆杆整机重量7.8T，可满足一一般施工工程程的需要。典典型的施工工工程有上海信信息港工程、黄黄埔江工程等等。另外，生产水平定定向钻机的国国外公司还有有美国的AUGEERS公司，INGERRSOLL—RAND公司，德国的FLOWTTEX、HUTTE公司，英国国的POWERRMOLE、STEVEEVICKK公司，瑞士士的TER

RA公司，加拿拿大的UTILX公司和意大大利的TECNNIWELLL公司等。目目前国外水平平定向钻的产产品大都具有有以下几个技技术特点：主主轴驱动齿轮轮箱采用高强度度钢体结构，传传动扭矩大，性性能可靠；全全自动的钻杆杆装卸存取装装置；大流量量的泥浆供应应系统和流量自动动控制装置；；先进的液压压负载反馈，多多种电气逻辑辑控制系统，高高质量的PLC电子电路系统确确保长时间地地工作可靠性性；高强度整整体式钻杆以以及钻进和回回拖钻具；快快速锚固定位位装置；先进进的电子导向向发射和接收收系统。综合国外水平定定向钻机的特特点，主要有有：1)中小型定向向钻机多采用用橡胶履带底底盘，具有自自行走功能，减减小对人行道道和草坪的损损坏。带钻杆杆自动装卸装装置，可方便便地装卸钻杆杆，减轻操作作者的劳动强强度，提高工工作效率；大大型钻机带随随车吊，便于吊装钻杆杆；2)系列化程度度高，从2T到600T，适合不同同口径和长度度，各类地层层的施工；具具有多种硬岩岩施工方法，如泥浆浆马达、顶部部冲击、双管管钻进，能进进行软、硬岩岩层的施工。3)液压系统采采用电液比例例控制技术，或或负荷传感系系统，液压元元件采用了国国际先进成熟熟的产品；4)应用先进的的PLC控制和电液液比例控制技技术，主要实实现四个方面面的自动控制制功能：自动动钻进，自动回拖、自自动锚固，和和行走时的无无级变速控制制和转向控制制，自动化程程度高。5)作业安全和和舒适，具有有驾驶室，具具有无线(或有线)导向控制系系统、地下电电缆与管道探探测技术、防防触电安全保保护技术、远远程控制紧急急停机技术等等安全措施，确保保机器和人员员的安全。6)先进的钻进进规划设计软软件：如VERMEEER公司的ATLASSBOREEPLANNNER软件和美国国十方公司的的DRILLLSMARTT软件等，专专为HDD(水平定向钻进)施工而开发发，可根据施施工要求和资资料，模拟生生成设计施工工路线和报告告。国内外同类技术术及厂家比较较表如表1、表2下：表1国内外同同类技术比较较表CASE60330沟神JT27220威猛D24×440A廊坊GPS100徐工ZD12445最大回拖/进给给力(KN)136/1366120/1200108/1088150/70122/1088动力头最大扭矩矩(Nm)54233660541560004500主轴最大转速((r/minn)三速21526080210自动装卸钻杆有有有无有最大钻进长度((m)300300300300300自动锚固有有有无有表2国内外同同类厂家比较较表企业主要产品目前的规模特点北京土行孙公司司DDW80、DDDW1000、DDW1550、DDW2000、DDW2550、DDW3220已形成系列化、批批量化，年产产量已达160余台拖式、自行走式式均有，液控控，钻杆手工工装卸，无自自动化深圳钻通ZT-8、ZTT-10、ZT-15、ZT-20、ZT-255已形成系列化，批批量化，年产产量已达130余台拖式、自行走式式均有，液控控，钻杆手工工装卸，无自自动化中联重科KSD15、KKSD25已批量生产，年年产量达20余台自行走，动力系系与主机两单单元体，干湿湿两用，全负负荷敏感控制，英国技技术，回拖力15~25吨连云港黄海机械械厂回拖力8~366吨已形成系列化，批批量化，年产产量已达50余台拖式、自行走式式均有，液控控，钻杆手工工装卸，无自自动化廊坊华元机电HY-30000、HY-20000、HY-13300、HY-8000主要从事大型定定向钻机的生生产，已形成成小规模行走方式拖式，液液压系统进口，动动力系统与主主机两单元体体，回拖力在在80~3000吨凯斯(美国)CASE60110、CASE66030、CASE66060、CASE66080、CASE660100、CASE660120批量进口，年销销量20~30台电子控制，自动动化程度高，动动力强劲，可可靠性高。DitchWWitch((美国)JT920、JJT17200、JT27220、JT40220、JT70220批量进口，年销销量20~30台电子控制，自动动化程度最高高，动力强劲劲，可靠性高高；钻岩技术术先进，注重重人身保护VERMEERR公司PL8000、D7*111A、D10*115A、D16*220A、D18*222、D24*226、D24*440、D33*444、D40**40、D50*1100、D80*1120、D100**120、D150**300、D200**300、D3000*500批量进口，年销销量20~30台电子控制，自动动化程度高，动动力强劲，可可靠性高。德国海瑞克回拖力100~~600吨进口数台成熟技术，底盘盘分模块式、拖拖式、履带式式多种1.2水平定向向钻机分类按照水平定向钻钻机所提供的的推拉力和扭扭矩的大小，可可将定向钻机机分为大、中中、小型三大大类。各类钻机的主要要性能参数和和应用范围见见表3表3水平定向向钻机分类分类小型中型大型推拉力(KN))<100100~4500>450扭矩(KN·mm)<33~30>30功率(KW)<100100~1800>180钻杆长度(m))1.5~3.003.0~9.009.0~12..0铺管直径(mmm)50~350350~6000600~12000铺管长度(m))<300300~6000600~15000铺管深度(m))<66~15>151.3水平定定向钻的关键键技术中空动力头中空动力头的设设计的实现：：中空动力头头是水平定向向钻的关键作作业部件，其其可靠性及质质量的好坏将将直接影响整整机的正常使使用，该部件件应实现钻进进和输送泥浆浆的功能，同同时要考虑齿齿轮的润滑，泥泥浆输送系统的密封封等。动力头头一般由低速速大扭矩马达达驱动减速机机，由减速机机驱动减速箱箱机构，由减减速箱输出轴驱动钻杆杆转动，输出出轴中空，输输出轴一端接接有旋转接头头，通过旋转转接头注入泥泥浆。另外目目前在国内市场上12到15吨级的水平平定向钻机，进进口的主要有有美国凯斯公公司的6030、威猛公司司的D24X440A、沟神公司的JT27220，国内厂家家有北京土行行孙的DDW-1150、连云港黄黄海的FDP-115、深圳钻通通的ZT-15、徐工集团的ZD12445等。其国内内外动力头性性能参数对比比见表4：从上面的的动力头的性性能参数对比比来看，国内内动力头在推推拉力、旋转转扭矩、转速速及泥浆通流流量等参数基基本相同，国国外各厂家为为了适应不同同的用户市场场，主要参数数各有所差别别，有的侧重重于大的旋转扭矩，有有的侧重于大大的推拉力。一一般而言，最最大输出扭矩矩的多少决定定了钻机扩孔孔能力的大小小，最大拉力的大小小决定了拖拉拉管道的长度度。事实上如如果扩孔质量量好，钻机不不需要很大的的拉力就能将将管线拉动。还应清清楚动力头采采用的中、低低速液压马达达驱动，驱动动方式；目前前主要有三种种：选用通孔孔式低速大扭扭矩马达直接接驱动，泥浆浆直接从中间间通孔输入，输输出轴直接连连接钻具。此此种方式受液液压马达的限限制，仅限于小型钻钻机中应用；；选用低速大大扭矩液压马马达经齿轮箱箱驱动，根据据回转扭矩的的需要可以由由一个液压马达驱动，也也可以由两个个、甚至是三三个液压马达达驱动。液压压马达可以在在齿轮箱的前前后对称，也也可以环绕输出轴成成环形或扇形形布置。马达达有选用法国国波克兰公司司的径向柱塞塞马达，如CASE、威猛的钻钻机；由于摆摆线马达价格格较低，国内内厂家多选用用摆线马达。齿轮箱一般般需一级齿轮轮减速。此种种方式应用较较普遍；液压压马达通过减减速机再经齿齿轮减速箱驱驱动。液压马达为高高速马达，可可以是一个或或两个，减速速机选用行星星齿轮减速机机。齿轮箱一一般需两级齿齿轮减速。由于高速马马达、行星减减速机比较成成熟，二者结结合使动力头头的转速范围围更宽，且其其价格和低速速大扭矩方案差不多，径径向尺寸相对对较小。表4国内外动动力头性能参参数对比表钻机型号最大扭矩(N..m)最大转速(rppm)最大回拖力(KKN)泥浆流量(L//min)黄海FDP-1150~4500120150150土行孙DDW--150420080150250钻通ZT-1555000100150250凯斯60305420245135151威猛D33X444A5957260149189沟神JT27220MI4338225122180徐工ZD124454500210122180导向定位导向定位检测与与控制系统：：导向定位检检测与控制系系统是该钻机机的主要辅助助作业部件，该该部件采用无线或有线线探头发射装装置及地面接接收显示装置置，探测深度度一般为10~155M，且可连续续显示测量顶顶角及钻头面向角角。自动装卸装置钻杆柔性自动装装卸装置及控控制：该装置置可较方便地地装卸钻杆，减减轻操作者的的劳动强度，提提高工作效率。该装装置采用柔性性进给装置，协协调性要求较较高。需对钻钻杆的升降、梭梭臂的伸缩、动动力头的位置置、装卸完成的检检测等功能进进行逻辑控制制，实现多动动作间的自动动切换，提高高整机的机械械自动化程度度。钻进导向仪定向钻进导向仪仪：该装置是是一套完整的的信息系统。它它包括智能型型的无线抗干干扰双频探头头或有线探头发射装置置，手提液晶晶显示仪及远远距离同步显显示器，探测测深度一般为为10~166M，可连续显显示钻头的深深度、面向角角、温度，电电池状况等信信号。以保证证施工的顺利完完成。管线探测仪地下管线探测仪仪(探地雷达)；地下管线线探测仪是一一种重要的辅辅助探测设备备，它由一台台发射机和一一台接收机构构成。用于探探测工作区内内的地下管线线分布情况，为为用户设计钻钻进轨迹提供供重要的参考考依据。目前，国内内外普遍采用用的探测方式式有：激光、GPS、超声波、CT(X光断层扫描)、CCTV同轴电缆可可视化检测、陀陀螺仪等。进进口探测仪采采用了双水平平线圈和垂直直线圈电磁技技术、以超声声波的形式对对地下管线进行断层扫扫描，根据多多点探测结果果可立体地绘绘制出地下管管线分布图。电气系统与液压压系统液压系统的先进进性与可靠性性：关键件选选用国外先进进、可靠的液液压元件，以以确保液压系系统的可靠性。水平平定向钻的电电气系统主要要分为：发动动机部分、油油门控制、泥泥浆泵控制、自自动润滑控制制、地面行走控制制、虎钳控制制、钻杆的自自动装卸控制制、自动钻进进控制、动力力头双速控制制、钻机的故故障诊断功能、防高高压电保护、钻钻进监控等几几个部分。电电器件一般由由左控制台、右右控制台、继继电器箱、辅辅助控制台、设设置控制台、行行走控制盒、备备用控制盒组组成。2水平定向钻钻机常用结构构水平定向钻钻整机主要有有底盘、动力力头、钻架、发发动机系统、钻钻杆自动存取取装置、钻杆杆自动润滑装装置、虎钳、锚锚固装置、钻钻具、液压系系统、电气系系统及泥浆系系统等部件组组成。2.1底盘的结结构水平定向钻机的的底盘是指机机体与行走机机构相连接的的部件，它把把机体的重量量传给行走机机构，并缓和和地面传给机机体的冲击，保保证水平定向向钻机行驶的的平顺性和工工作的稳定性性，底盘是水水平定向钻机机的骨架，用来安安装所有的总总成和部件，使使整机成为一一个整体。水水平定向钻机机底盘目前的的结构一般为为液压驱动，刚性连连接式车架，底底盘主要包括括车架及行走走装置，车架架为框架焊接接结构，上面面有发动机、油油水散热器、燃油油及液压油箱箱、操纵装置置等的安装支支架；底盘的的行走装置主主要包括驱动动轮、导向轮轮、支重轮、托链轮、履履带总成、履履带涨紧装置置及行走减速速机、纵梁等等组成、行走走装置中左、右右纵梁分别整整体焊接后，与中间间整体框架式式车架用高强强度螺栓连接接成为一个整整体车架。底底盘的车架后后端可两个蛙蛙式支腿或两个垂直的的支腿，可有有效降低支腿腿部分重量及及简化结构，水水平定向钻机机工作时支腿腿支起，增强强整车的稳定性。底底盘的行走减减速机目前一一般用进口的的内藏式行星星减速机(包括马达)或两点式变变量马达减速速机，可进口帝人人或其它厂家家的产品，行行走时能够实实现行走快慢慢双速，输出出扭矩大、结结构紧凑。底底盘的行走装置主要包包括履带张紧紧装置、橡胶履带总总成、驱动轮轮、导向轮、支支重轮及行走走减速机等组组成。底盘的的橡胶履带有有两种结构方方式可选择，一一可采用BRIGEESTONEE公司的整体体式橡胶履带带；二可采用用BERCCO公司的组合合式橡胶履带带的结构，二二者相比前者者结构简单，节节距较小，车车架高度较低低，但后者强度高，可可承受更大的的载重量，损损坏后可以更更换，驱动轮轮、导向轮、支支重轮、履带带张紧装置都都可直接配套。底盘盘的履带张紧紧装置由张紧紧油缸、张紧紧弹簧、导向向轮、油杯等等组成。2.2发动机系系统的结构水平定向钻机的的发动机系统统一般包括发发动机、散热热器，空滤器器，消音器，燃燃油箱等。一一般水平定向钻机设计计时发动机选选用国外的JohnDeeree增压水冷发发动机或选用用美国康明斯斯公司的增压压中冷发动机，为了适适应不同用户户的需求，也也可选装国内内的二汽东风风的康明斯发发动机及玉柴柴等厂的发动动机。其水散热器、空空滤器等附件件选用国产配配套件，燃油油箱自制。2.3动力头的的结构水平定向钻的动动力头的结构构一般由一个个高速马达驱驱动减速机，由由减速机驱动动动力头，由由减速箱输出轴驱动钻钻杆转动，输输出轴中空。动动力头有以下下功能：驱动动钻杆钻头回回转；承受钻钻进、回拖过过程中产生的反力；；泥浆进入钻钻杆的通道。目目前国内水平平定向钻的动动力头结构基基本一样，不不同点在于：：减速机的选型不一一样：同吨位位的水平定向向钻选不到完完全相同的减减速机，所以以各厂家的该该减速比和性性能参数有所变动。动动力头的减速速比不一样：：由于减速机机传动比的改改变，所以动动力头的减速速比也有变动动。目前，动力头的传传动方式主要要有链传动和和齿轮传动；；如CASE钻机的动力力头的传动方方式为链传动动：链传动的优点是结结构简单，制制造容易，缺缺点是传动平平衡性差、寿寿命短、输出出扭矩小。DITCHHWITCCH公司钻机的的动力头的传传动方式为齿齿轮传动；齿齿轮传动的优优点是传动平平衡、使用寿寿命长、输出出扭矩大；缺缺点是制造要要求精度高。另另外动力头推推拉装置是动动力头回拉或进给运运动的执行机机构，一般由由一对低速大大扭矩马达驱驱动一对减速速机，由减速速机驱动链轮轮链条机构，由链轮轮链条机构向向动力头提供供进给力或回回拉力。动力力头推拉装置置目前各厂家家不同，如DITCHHWITCCH公司的链轮轮条机构；该该机构的优点点是工作速度度快，工作平平稳，结构紧紧凑，成本适适中。缺点是是链轮链条受受力较大；CASE公司的链轮轮链条倍力机机构；该机构构的优点是链链条受力是推推拉的一半，工工作平稳；缺点点是工作速度度慢，结构尺尺寸大，成本本高；国内廊廊坊双油缸机机构。该机构构的优点是回回拖力大于钻进力，成成本较低；缺缺点是结构尺尺寸太大，工工作的平稳性性差，使用寿寿命低，不能能用于自动化化要求高和自行走的机机型上等。2.4钻杆装卸卸的结构目前水平定向钻钻机钻杆装卸卸机构：该机构一一般由钻杆、钻钻杆箱、钻杆杆起落、能伸伸出缩回的梭梭臂、钻杆列数自自动选择装置置等组成。国国内外各厂家家的结构不尽尽相同，主要要在钻杆的存存取、输送上上有差别，有的采用人人工存取钻杆杆，人工装卸卸钻杆方式作作业不仅效率率低而且增加加了操作人员员的劳动强度度；有的采用四连杆机机构存取钻杆杆，但它们普普遍利用弹簧簧的回缩力作作为夹紧力，经经常出现钻杆杆脱落等事故故，工作不可靠，不不但影响作业业效率，而且且可能引起已已钻孔的坍塌塌、埋钻等重重大事故；有有的采用旋转转结构输送钻杆，该机机构可较方便便地装卸钻杆杆，减轻操作作者的劳动强强度，提高工工作效率。该该机构采用柔柔性进给装置，协调性性较高。需对对钻杆的升降降、梭臂的伸伸缩、动力头头的位置、装装卸完成的检检测等功能进进行逻辑控制制，实现多动动作间的自动动切换，控制制系统采用先先进的PLC控制；总之之，上述的动动作过程及逻逻辑控制基本本相似，以DITCHHWITCCH公司的最为为先进，沟神神的液压抓手手、梭臂液压压止动、丝扣扣油自动涂抹抹、列数自动选择择装置等功能能，已被作为为钻杆存取的的速度、可靠靠性、效率方方面的行业标标准。2.5虎钳的结结构水平定向钻的虎虎钳位于钻机机的前部，由由前、后虎钳钳组成。前、后后虎钳都可由由液压油缸径径向推动卡瓦来夹持钻钻杆，且后虎虎钳可在液压压油缸的作用用下与前虎钳钳产生相对旋旋转，前后配配合以便钻杆杆拆卸。国内除沟神公公司外各厂家家的结构相似似，沟神公司司的整个虎钳钳是装在浮动动支撑座上，以以保护虎钳在在钻杆装卸时免受冲冲击。2.6锚固装置置的结构水平定向钻的锚锚固装置的作作用是在作业业时对整机起起稳定、锚固固作用，提高高整机作业稳稳定性，该部部件位于整机机的前端。目目前各厂家普普遍采用的是是螺旋钻进机机构；用低速速大扭矩马达达驱动螺旋杆杆，用液压油缸施加推推、拉力进行行钻进或钻出出，各厂家在在具体结构上上略有差别。另另外，水平定定向钻机锚固固装置配合整机外形形的设计上，一一般采用了两两种方案：地地锚阀放在锚锚固装置，结结构布置方便便，布管容易易；后者地锚阀另行行放置如放在在发动机罩内内等，但彻底底改变了主机机的造型和外外观。2.7导向系统统水平定向钻的目目前导向系统统有手持式跟跟踪系统和有有缆式导向系系统。前者经经济，使用方方便，但要操操作人员直接接到达钻头上上方的地面，易易受地形、电电磁干扰及探探测深度的限限制，多在中中小型钻机上上使用；后者可跨越越任意地形，不不受电磁干扰扰，但复杂，使使用麻烦，效效率低，价格格高。目前国国内市场上主主要有DCI公司的Digittrak导向装置、雷雷迪公司的RD386型导向仪等等，以DCI的应用最为为广泛，精度度和数据处理速度更更快，技术较较为先进，用用户反应较好好。2.8泥浆系统统的结构水平定向钻的泥泥浆系统由随随车泥浆系统统与泥浆搅拌拌系统组成；泥浆搅拌拌系统用于泥泥浆混配、搅搅拌、向随车车泥浆系统提提供泥浆，随随车泥浆系统统将泥浆加压，通通过动力头、钻钻杆、钻头打打入孔内，以以稳定孔壁，降降低回转扭矩矩、拉管阻力力，冷却钻头头。发射探头，清清除钻进产生生的土屑等。随随车泥浆泵采采用液压马达达驱动方式，选选用FMC公司的活塞塞泥浆泵或国产的衡衡阳的活塞泥泥浆泵，最大大流量450L//min，泥浆流量量大，可确保保泥浆要求：：泥浆搅拌系系统的要求：：搅拌系统应应具有搅拌快快速均匀、提提供大流量泥泥浆、可调节节泥浆配比、搅搅拌与输送同同时进行等功功能，搅拌系系统装置包括括料斗、汽油油机泵、搅拌拌罐、车载泥浆泵、相相关管路等，泥泥浆搅拌泵可可选用日本等等公司的产品品。泥浆罐容容量为500加仑和1000加仑两种泥浆系统，用用户还可选用用两个泥浆罐罐并联，一个个搅拌一个供供应泥浆。3水平定向钻钻机的施工工工艺水平定向钻机施施工工艺顺序序是：现场勘勘察工艺；钻钻进轨迹设计计工艺；钻进进先导孔工艺艺；扩孔铺管工艺。3.1现场勘察察工艺首先对施工工程程及工地的已已有相关资料料进行查阅，勘勘察现场。主主要检查工地地的进场路径径、土质和地层条件件、地表地形形、有无障碍碍物、地下管管线分布、交交通状况、跟跟踪定位系统统的干扰源(如钢筋条，铁轨等)、供水条件件等情况。详细检查施工图图纸及作业步步骤，确保在在回扩钻孔和和回拉管线作作业中考虑到到钻孔孔径会会扩大这一影影响因素。检检查设计中有有关参数，如如：开孔倾角角、最小深度度、最小造斜斜距离等。与其它公用管线线公司联系，让让其对地下现现有管线进行行定位并做上上标记。检测回拖材料的的重量和刚性性，了解该材材料弯曲半径，是否否与设计路径径有出入。再再检查一下是是否有合适的的回拖器具。做好安全保护措措施，如交通通管制，紧急急救护措施，验验明地下危险险物，明确划划定工地范围围，避免围观者入内。选择开孔、终孔孔位置时应考考虑以下情况况(1)泥浆搅拌拌站应置于水水平位置。应应考虑开孔角角度会影响钻钻机的安装、钻钻杆的弯曲、不不会导致泥浆流出孔外外。(2)必须注意意周围的机动动车和行人，在在开孔、终孔孔位置周围应应留有至少3米的缓冲区区。(3)检查开孔孔、终孔位置置周围是否有有足够的空地地保证钻杆逐逐渐弯曲。(4)考虑荫地地、风向、烟烟雾和场地其其它特性。尽尽量向下坡方方向钻孔，以以免泥浆倒流流。3.2钻进轨迹迹设计导向孔的轨迹一一般由三段组组成：第一造造斜段AB、直线段BC、和第二造造斜段CD，如图1所示。图1钻进轨迹迹设计直线长度是管线线穿越障碍物物的实际长度度，第一造斜斜段是钻杆进进入铺管位置置的过渡段，第第二造斜段是是钻杆出露地的的过渡段。因因此，对典型型的导向钻进进铺管施工，其其导向孔的轨轨迹由以下几几个基本参数数决定：(1)穿越起点点B1；(2)穿越终点点C1；(3)铺管深度度h；(4)第一造斜斜段的曲率半半径R1；(5)第二造斜斜段的曲率半半径R2。R1和R2主要要由钻杆的曲曲率半径和待待铺设管线的允许弯曲曲半径决定。一一般取R1≥1200d，R2≥1200D，d和D分别为钻杆杆和待铺设管管线的直径(mm)。以上五个参数确确定后，其它它各项参数均均可用作图法法或计算法来来确定。(1)作图法：：如图1所示，确定B1和C1项，按铺管深度h即可确定直直线段BC，其长度为L。作半径为R1的圆与直线BC相切于B点，与B1C1的延长线相相交于A点，该圆在A点的切线与AB1的夹角为入入射角α1(入口倾角)。AB1的长度即为为造斜段距离离L1。用类似的的方法可画出出CD，并可求出出出口倾角α2和造斜距离L2。(2)计算法：：由下述公式式分别计算出出α1、α2、L1和L2。L1＝[h(22R1－h)]1//2α1＝2arcctg[h//(2R1－h)]11/2L2＝[h(22R2－h)]1//2α2＝2arcctg[h//(2R1－h)]11/2由作图法和计算算法得出各参参数之后，还应考虑其其它因素对入入口倾角和出出口倾角的限限制。钻机倾倾角的可调范范围是限制入入口倾角的主主要因素，一一般钻机的倾倾角可在10o~~45o之间调节。对对小直径的钢钢管，考虑到到管道的焊接接问题，出口口倾角α2一般应控制制在0o~155o内；对于PE和PVE管一般控制制在0o~300o以内。对大大口径钢管，因因弯曲半径α2太大，L2增大，一方方面使导向孔孔距离增长，另另一方面也浪浪费管材，因此一般用用下管工作坑坑来代替第二二造斜段。总之，设计钻进进轨迹时要考考虑工程要求求、地层条件件、钻杆的最最小曲率半径径、管线的允允许曲率半径径、施工现场的的条件、铺管管深度等多方方面因素，最最后设计出最最佳的轨迹曲曲线，有条件件的还可利用用现有的设计规划软件件进行优化设设计。3.3钻进先导导孔首先调整钻进倾倾角，下固地地锚，钻进时时同时驱动泥泥浆泵泵送泥泥浆，以供钻钻进护壁、钻钻头散热需要要。钻进导向是是通