定向钻施工工艺

定向钻施工工艺1、水平定向钻穿越施工工艺：使用水平定向钻机进行管线穿越施工，一般分为二个阶段：第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩孔，并将产品管线（一般为PE管道，光缆套管，钢管）沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中，完成管线穿越工作。1.1钻导向孔:要根据穿越的地质情况，选择合适的钻头和导向板或地下泥浆马达，开动泥浆泵对准入土点进行钻进，钻头在钻机的推力作用下由钻机驱动旋转（或使用泥浆马达带动钻头旋转）切削地层，不断前进，每钻完一根钻杆要测量一次钻头的实际位置，以便及时调整钻头的钻进方向，保证所完成的导向孔曲线符合设计要求，如此反复，直到钻头在预定位置出土，完成整个导向孔的钻孔作业。见示意图一：钻导向孔。钻机被安装在入土点一侧，从入土点开始，沿着设计好的线路，钻一条从入土点到出土点的曲线，作为预扩孔和回拖管线的引导曲线。1.2预扩孔和回拖产品管线：一般情况下，使用小型钻机时，直经大于200毫米时，就要进行予扩孔，使用大型钻机时，当产品管线直径大于Dn350mm时，就需进行预扩孔，预扩孔的直径和次数，视具体的钻机型号和地质情况而定。回拖产品管线时，先将扩孔工具和管线连接好，然后，开始回拖作业，并由钻机转盘带动钻杆旋转后退，进行扩孔回拖，产品管线在回拖过程中是不旋转的，由于扩好的孔中充满泥浆，所以产品管线在扩好的孔中是处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑，这样即减少了回拖阻力，又保护了管线防腐层，经过钻机多次预扩孔，最终成孔直径一般比管子直径大200mm，所以不会损伤防腐层。见示意图二：预扩孔和示意图三：回拖管线。在钻导向孔阶段，钻出的孔往往小于回拖管线的直径，为了使钻出的孔径达到回拖管线直径的1.3～1.5倍，需要用扩孔器从出土点开始向入土点将导向孔扩大至要求的直径。地下孔经过预扩孔，达到了回拖要求之后，将钻杆、扩孔器、回拖活节和被安装管线依次连接好，从出土点开始，一边扩孔一边将管线回拖至入土点为止。2、水平定向钻施工的特点：2.1定向钻穿越施工具有不会阻碍交通，不会破坏绿地，植被，不会影响商店，医院，学校和居民的正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，对交通，环境，周边建筑物基础的破坏和不良影响。2.2现代化的穿越设备的穿越精度高，易于调整敷设方向和埋深，管线弧形敷设距离长，完全可以满足设计要求埋深，并且可以使管线绕过地下的障碍物。2.3城市管网埋深一般达到三米以下，穿越河流时，一般埋深在河床下9—18米，所以采用水平定向钻机穿越，对周围环境没有影响，不破坏地貌和环境，适应环保的各项要求。2.4采用水平定向钻机穿越施工时，没有水上、水下作业，不影响江河通航，不损坏江河两侧堤坝及河床结构，施工不受季节限制，具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。2.5与其它施工方法比较，进出场地速度快，施工场地可以灵活调整，尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性，并且施工占地少工程造价低，施工速度快。2.6大型河流穿越时，由于管线埋在地层以下9—18mm，地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少，所以起到自然防腐和保温的功用，可以保证管线运行时间更长。3、水平定向钻机系统简介：概兴艘各种规格的水丛平定向钻机都效是由钻机系统淡、动力系统、搅控向系统、泥岂浆系统、钻具娘及附助机具组昂成，它们的结某构及功能介绍专如下：裕3.1贺琴钻机系统：是状穿越设备钻进绣作业及回拖作柏业的主体，它该由钻机主机、爽转盘等组成，穿钻机主机放置盒在钻机架上，认用以完成钻进完作业和回拖作氏业。转盘装在灾钻机主机前端陵，连接钻杆，纵并通过改变转忌盘转向和输出红转速及扭矩大柿小，达到不同税作业状态的要翻求。杏3.2弓立动力系统：由巨液压动力源和惹发电机组成动背力源是为钻机亦系统提供高压哀液压油作为钻尸机的动力，发四电机为配套的芦电气设备及施膜工现场照明提免供电力。她3.3集僵控向系统：控没向系统是通过贤计算机监测和荡控制钻头在地压下的具体位置衰和其它参数，备引导钻头正确廊钻进的方向性膨工具，由于有虹该系统的控制津，钻头才能按孩设计曲线钻进示，现经常采用花的有手提无线倡式和有线式两菊种形式的控向腹系统。馋3.4重量泥浆系统：泥泛浆系统由泥浆矛混合搅拌罐和劳泥浆泵及泥浆稠管路组成，为得钻机系统提供开适合钻进工况皱的泥浆。茫3.5愧那钻具及辅助机评具：是钻机钻败进中钻孔和扩刃孔时所使用的扰各种机具。钻批具主要有适合带各种地质的钻割杆，钻头、泥猜浆马达、扩孔智器，切割刀等纲机具。辅助机蛇具包括卡环、影旋转活接头和伸各种管径的拖角拉头。玉穿越施工现场稠布置图勒妹1悟．秘糠入土点是定向唉钻施工的主要狠场所，钻机就荐布置在该侧，般所以施工占地羞比较大腊，僚DD33毒0冒钻机的最小占眼地消为仅30×随30M葬，当然也可以司根据现场的实昏际情况作相应毯调整企，技DD6采0滚、址DD-筋5次的占地相应要馋小得多。镜标2玻．出土点一侧卧主要作为管道革焊接场地，在需出土点应有一效块处20×拌20M为的场地作为预从扩孔、回拖时柳接钻杆和安装料其他设备时使谅用；在出土点凑之后有一条长炉度与穿越长度读相等的管线焊饰接作业带。穿越实例唇大沽沙穿越钻银机场地布置野XX与年悉XX晕月到受XX始月之间，在吨XX上，我公司仅凭用木4版5拼天时间完成了嚷两动条添Φ姨219×博8摘，一造条陆Φ馅426×好9诞，长度为允96迷0闹米停的管道穿越。活大沽沙穿越焊会接场地（只显朵示了两条管道三）惰水平定向钻穿趣越施工工艺流疲程图岂辟氧使用水平定向过钻技术穿越河爬流和其它障碍括物的施工方法西在世界范围内猛得到了广泛的段运用。水平定怜向钻穿越承包松商协会认为：算在工程项目招女投标过程中，究水平定向钻承厕包商应设法获啄取尽可能多的晕相关信息以提艰出完整并具竞示争力的报价，韵承包商在开工茶前应该获得以喝下信息，以保煌证日后的工作扁可以顺利进行怠，并在此条件师下完成工程项春目的施工，同迁时足够的施工榜前的各类信息点还可以保证施驴工过程更安全码，减少对周围夹环境的破坏，蹦使工程进行的慰更顺利。一、概述友纯A上、发展与使用歉姑绿水平定向钻技翻术最早出现云在污7嘴0源年代，是传统口的公路打孔和找油田定向钻井赠技术的结合，绣这已成为目前秋广受欢迎的施还工方法，可用手于输送石油、汇天然气、石化汇产品、水、污亩水等物质和电既力、光缆各类辟管道的施工。必不仅应用于河次流和水道的穿斤越，同时还广盯泛应用于高速鹰公路、铁路、仪机场、海岸、仙岛屿以及密布嫌建筑物、管道梨密集区等。挤烟B蹦、技术限制天甩比定向钻施工技冒术首先应用于治美国海岸地区佳的冲积层穿越白，现在已经能饭够开始在粗沙或、卵石、冰碛摆和岩石地区等决复杂地质条件唇下进行穿越施妖工。最长的穿乓越施工已键达惹600即0帐英尺、管道直借径梅为第1日8样英寸。C、优势征坚射事实证明：水厕平定向钻穿越股是对环境影响世最小的施工方菊法。这项技术半同时还可以为秃管道提供最的台保护层，并相呆应减少了维护值费用，同时不蚁会影响河流运于输并缩短施工扑期，证明是目福前效率最高，辣成本最低的穿筝越施工方法。烈缘D苗、施工过程和阶技术割脸1获、导向孔：导叶向孔是在水平泡方向按预定角牌度并沿预定截速面钻进的孔，晃包括一段直斜采线和一段大半乞径弧线。在钻魄导向孔的同时氏，承包商也许炎会选择并使用漆更大口径的钻正杆（即冲洗管溪）来屏蔽导向叶钻杆。冲洗管斗可以起到类似撇导管的作用，桂还可以方便导骨向钻杆的抽回尺和更换钻头等妈工作。导向孔勒的方向控制由叶位于钻头后端浑的钻杆内的控堵制器（称为弯辛外壳）完成。骤钻进过程中钻转杆是不做旋转煤的，需要变换滥方向时若将弯费外壳向右定位抖，钻进路线即旨向右沿平滑曲替线前进。钻孔湾曲线由放置在印钻头后端钻杆朵内的电子测向惭仪进行测量并惜将测量结果传像导到地面的接肠收仪，这些数华据经过处理和帅计算后，以数林字的形式显示宅在显示屏上，聚该电子装置主彻要用来监测钻君杆与地球磁场君的关系和倾角污（钻头在地下铲的三维坐标）维，将测量到的滨数据与设计的夕数据进行对比怎，以便确定钻怪头的实际位置色与设计位置的荷偏差，并将偏珠差值控制在允柜许的范围之内钥，如此循环直海到钻头按照预伞定的导向孔曲与线在预定位置受出土。权搭2匆、预扩孔佳：锈均导向孔完成后星，要将该钻孔讯进行扩大到合三适的直径以方朽便安装成品管概道，此过程称械为预扩孔，（狐依最终成孔尺摩寸决定扩孔次微数）。例如，融如需安鬼装奥3丽6戚英寸管线，钻旗孔必须扩大己到纠4割8行英寸或更大。券通常，在钻机找对岸将扩孔器箭连接到钻杆上周，然后由钻机钉旋转回拖入导海向孔，将导向李孔扩大，同时鞠要将大量的泥鸡浆泵入钻孔，橡以保证钻孔的忧完整性和不塌筛方，并将切削坏下的岩屑带回堵到地面。钞这3钉、回拖管道：姜预扩孔完成以季后，成品管道宋即可拖入钻孔遭。管道预制应霞在钻机对面的券一侧完成。扩遍孔器一端接上崖钻杆另一端通禁过旋转接头接哭到成品管道上历。旋转接头可粉以避免成品管未道跟着扩孔器宏旋转，以保证膨将其顺利拖入肃钻孔。回拖由防钻机完成，这众一过程同样需分要大量泥浆配恢合，回拖过程喷要连续进行直惯到扩孔器和成晨品管道自钻机号一侧破土而出逐。顿二、现场布局蹲和设计债雨A鼠、虏道添喇路当败利施工现场两侧宴都需要重型设趟备，为缩减成倚本，通往两侧拼施工现场的道砌路应尽可能利歉用现有道路以慌减少新修道路鼠距离，或利用犹管道线路的施论工便道，所有喇相关道路使用裕权的协议都应绍由业主提供，啄在投标阶段再扒来讨论这些问活题为时已晚。茄辉B难、工作场地止伐1随、钻机一煌侧酒—兼—速钻机施工场地俯至少需要辛30M壮（后100FT窗）宽，长好45M猴（被150FT添）的面积。该辫面积从入土点钟算起，入土点夸应位于规定的烟区域内至少质3M什（集10FT坦）处，同时由职于许多钻机配炭套的设备或配刃件没有规定的领存放地点，所字以钻机一侧施绕工现场可由许油多不规则的小寸块组成，以便最节省占地面积去，现场尽量要怖平整，坚硬，陈清洁，以便有齐利于进行施工寨。由于穿越施束工时需要大量途的淡水供搅拌罢泥浆用，所以色施工现场要尽给量靠近水源或估便于连接自来室水管道的地方芽。子卷2筑、管道一贫侧类---值-街为便于预制成阴品管道，管道描一侧要有足够挣长度的施工现施场，这也是要拐重点考虑的事趟情。现场宽度誉应满足管道施传工的需要（一留般释为骑12---鹿-1慧8忌米些）。同样在出乌土点一侧也需符要确3羊0疲米思（修100FT羡）宽乘以巾4悄5绝米悲（温150FT供）长的施工现成场。总长度以起能够摆放下所库预制的管道为杜准，（场地的愉总长度一般为瞒穿越管道长度雾再加上栗3疾0毒米醉，）在回拖前惭，要将管道预怎制完成，包括踢焊接，通球，遗试压防腐等工姿序，在回拖过政程中，不能再护进行管道的连恰接工作，因为骗回拖过程是要握连续进行的，樱若此时进行管瞎道连接将可能链造成地下孔洞缎的塌方，极可涌能造成整个工则程施工的失败退。急棍C宵、施工现场勘情察意涝度一旦施工地点浓确定，应对相蜡应区域进行勘烟测并绘制详细博准确的地质地永貌图纸。最终丸施工的精度取柳决于这一勘测燕结果的精度。逃惜D庭、施工设计参顺数千扛1稳、覆盖层厚诵度仿---碧-鸭考虑的因素包剧括所穿越河流庄的流量特征，掌季节性洪水冲吐刷深度，未来名河道的加宽和摸加深，现有管吵道和电缆的位飘置等因素。一判旦确定了施工娇地点并完成地枝质调查，穿越递层的厚度也就谨确定了，一般炕来说，覆盖层悄应至少是开6家米即（吗20FT绝）厚。以上仅夺是针对河流穿时越而言的，对粥于其它障碍物馒的穿越会有另坝外的要求。望哲2武、钻进角和曲茧率半澡径井---真-孤在大多数穿越正施工中，入土悬角通常选择赏在弓8--1车2诊度之间，多数陈施工应首先钻碎一段斜直线，消然后再钻一段串大半径曲线。砌此曲线的曲率虑半径由成品管超线的弯曲特涛性决定，随直滩径增大而增大鹿，钢管道曲率寇半径的拇指法瞧则是涂100FT洲/I捏N冤（一般取管道死直径术的苗100煤0肚—神120乘0句倍）。斜直线问将导向孔曲线傻按照预定的走刃向引导到设计呀的深度，然后尼是一段在此深禾度上的长长的虏水平直线，然优后到达向上的番弯曲点再到出飘土点。出土角烘应控制衫在誉5-1叨2江度之间，以便忍于成品管道的座回拖。圣镜E粘、钻孔施工碰嘴时所有的测向控渔向工具都包括指地下测量电子竭设备和地面接弦收设备，可以录测得钻头所在蚁位置的磁方位威角（用于污左倚/泊右控制）和倾滋斜角（译上出/隙下控制）以及求钻头的钻进方蕉向。盟堪1范、精度：穿越赶施工精度很大小程度上取决于分磁场的变化。紧例如，大型钢延结构（桥梁，撞桩基，其它管贼道）和电力线疮路会影响磁场争读数。而穿越铃出土点的导向尽孔目标偏差值蠢应控制在左右农3叉米衬（尿10FT转），长射度犬——摘3择米建～尾1与0留米影（曲-1哨0驻～床30FT表）的范围内。汁累2屑、完工图纸：器一般来说，导欠向孔的测量和彩控制应在钻导太向孔时每钻进浆一根钻杆或隔卡9蜓米草（既30FT墓）测量计算一阵次。以上测量礼计算完成的导曾向孔施工图纸袍承包商应向业乒主提供。也有辅采用替代方法皱如陀螺仪，穿哀地雷达和智能惰清管球用来做害定位工作。三、地质调查日喷A如、探孔数躁量暮浪跑恋探孔数量取决掘于计划穿越地适点的地层情况堂及穿越长度。陷如果穿越长度储为吸30妄0葬米么（瞒1000FT昌），在两侧的梨穿越工地各钻口一个钻孔就足青够了，如果钻祖孔结果表明该急地区地质状况贯比较单一，就晨不必进行进一赛步的钻探取样针。如果勘探报地告表明该地区形地质条件比较鸡复杂，或者发凉现有岩石或有尸粗沙层存在，河这时就需要做吴进一步的详细魂的地质调查。素长距离大口径慌穿越施工时，社如出现粗砂，卷卵石，风化岩槐或硬岩应每隔欧18筒0愚米逢---帖-24泉0座米哭（康600-橡-800FT戏）取样一次，紫若有明显迹象忘表明地质结构强异常复杂，这辩时就需要打更性多的地质探孔施进行更多的采鸣样工作。所有俩采样探孔都应认沿穿越断面方宴向，采样深度辨以计划的穿越皇深度为准。如败有可能，取样茎探孔最好选在冈穿越中线一侧押约棕8棍米独（僻25FT竹）处。勘探任吊务完成后，探壤孔必须封好以摄防止在施工过证程中的泥浆泄墨漏。踪差B好、探孔深度誓盾灶所有的探孔深枯度都应至少达适到穿越点以下亲1傅2漏米雨（逗40FT丛）或预定的穿谅越深度以下裂6猴米矿（父20FT吗），两者之中丧取其大者。有俭时将穿越深度披定的深一些或刑实际穿越曲线貌比设计的位置跌深一些，无论救对承包商还是轮对业主来说都特是很有益的，淹关键是穿越位意置要选在地层岂结构一致的利谷于成孔的地层持中进行，这样商才利于穿越的绞成功。栽耽C缴、土壤的标准盈分类奇统已一名合格的地评质技师或地质治学者，应能依廉据统一土壤分幼类系统壳或且AST扰M箩设计魂书旁D-248韵7会和聋D248鹊8造对材料进行分烟类。能够拥有评一份由现场技宇师或钻探公司血提供的现场钻桐探记录，对以液后的施工将是丰非常有益的，荒此记录会包括渴对材料的目测会分类以及由钻岔探公司根据取巴样结果对地层驰结构所做的解挤释和评价。富晨D煮、标准穿刺测颗试腾SP姐T摊为了更好地确取定颗粒材料的闲密度，地质工三程师通常会依丑据神AST光M都规煮范播D158差6谷做标准穿刺测循试乡SP猎T脚。这是一种现仁场测试方法，蜜利用标准重量欠的重锤将勺形凶取样器打入土糕层中的一定深攀度，记录下进姿入悠到熄1付2周寸深时的击打拒次数。所获数粉据即为标准穿