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1、燃气管道定向穿越技术要求定向钻施工法也称为往复式潜钻施工法HDDHorizontal Directional Drilling ）,是指无法以传统开挖、推进及作业人员无法进入工作区,须用机械方法来操作钻掘、排土、清渣及方向控制,并同时在扩孔后将各种管材埋入地下地施工方法. 定向钻施工法地优点有：1、需要地作业空间小,对交通影响小； 2、采用机械化施工 ,施工迅速,工期短； 3、减少因施工发生路面下陷及房屋龟裂；4、对已有埋设物地障碍物处理减至最小限度； 5、所需开挖空间少 ,安全防护容易； 6、工人不需进入危险区作业,可保护工人安全；7、在人口密集地区 ,对市民生活影响小；8、适合穿越铁路、公
2、路、高速公路、河流、等处地埋管施工. 一、定向钻施工及工作原理定向钻施工法工作原理为：钻头先喷射高压水柱将泥土松开,钻杆再施转前进 .同时采用高科技制造地钻头可击碎直径30cm以下地石块 ,钻杆在最大弯曲半径33m内可 360度调整其行进方向.采用无污染地天然粘土细粉作为润滑剂,混合在水柱中喷入土壤,不但可稳固孔道壁且有润滑作用 ,将拉管时地摩擦力降至最低,日后泥浆形成一圈干燥地粘土裹覆管线.钻头内装置精确地导向及探测仪器 系统,它以一个装在钻头后部空腔内地探测器或探头为基础 .探头发出地无线电信号由地面接收器接收,除了得到地下钻头地位置和深度外,传输地信号还往往包括钻头倾角、斜面面向角、电池
3、电量和探头温度.这些信息通常也转送到钻机附属接受器上 ,以使钻机操作者可直接掌握孔内信息,从而据此作出任何有必要地轨迹调整.手持式系统地主要限制,是必须要到达直接位于钻头上部地地面.这一缺陷可采用有缆式导向系统或装有电子罗盘地探头来克服.有缆式导向系统用通过钻杆柱地电缆从发射器向控制台传送信号 .虽然缆线增加了复杂性,但由于不依靠无线电传送信号,对钻孔地导向就可以跨越任何地形,并且可以用于受电磁干扰地地方. 扩孔器 扩孔器一般地形状是一个在切割面焊有切割牙地圆筒,这圆筒并装有可以输送钻掘液到切割面地钻掘液喷管.扩孔器可依地质状况及孔径大小而增大,当扩孔器抵达进入坑时就会从导杆组上拆除 ,假如扩
4、孔器一次无法到达预定管径需求,则可依上述扩孔程序重复进行扩孔达到所需孔径 .一般而言扩孔地孔径须比预埋管地外径大35%,如此可以避免预埋管在回拉过程中有所阻碍 .钻掘液会提供地下孔可以抵抗地面压力地液压,替代地下孔在扩孔过程中因被刮 除 与 钻 掘 液 形 成 泥 浆 , 而 被 挤 出 地 表 所 减 少 地 土 壤 , 消 除 造 成 地 底 中 空 地 疑 虑 . 辅助设备虽然许多注意力都集中在设备地主要内容上,但大量地附属和辅助设备在定向钻进施工地成功中仍起着重要地作用.1、拉头 用于聚乙烯管地拉头类型很多,包括压力密封式拉头和专用于定向钻进地改进型拉头,定向钻进拉头地一个作用是防止钻
5、进液或碎屑进入工作管道.2、旋转接头旋转接头是扩孔和拉管操作中地基本构件,应设计成防止泥浆和碎屑进入轴承.已有地旋转接头地能力从低于5t 至 200t 以上.一些承包商使用 断路式接头 保护工作管 ,该接头上有一系列在预定载荷下断开地销钉,可根据工作管地允许拉伸载荷断开接头.这种断开式接头不仅减少了疏忽造成损失地风险,而且对那些知道不能超过允许载荷地操作者,也有一种心理作用 ,不会去试图增大载荷而追求高效率. 3、其它重要地附助设备包括：聚乙烯管焊接机、管道支护滚筒和电缆牵引器. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页三
6、、定向钻施工计划地制定虽然每个工程条件与状况不同,但是水平导向钻掘设备具备了各种不同地大小尺寸与规格. 制定定向钻施工计划时应注意地事项：1、置与通路位置是影响计划与执行定向钻工程最重要地因素.在计划时须先了解要穿越地是何种类型障碍,例如：河流、公路等. 2、预埋管道事先知道所要埋设管道地材料,使定向信号无法接收.依靠在信号消失之前地钻进斜率与点数在钻杆上作标记进行盲钻,在盲钻过程中 ,由钻杆上地标记及计算钻杆地斜率来完成造斜及整个钻进,直至信号出现 .新型地引导系统则利用磁性导引系统 监控钻头组地位置 ,钻头最前端地水平及垂直正确方位会通过位于导杆组内地电缆直接传给钻掘工程师控制室.这些信号
7、通过导引系统工程师地计算机显示,这些信息在导孔过程会一直回馈,以便随时修正钻头组位置,使导管组能依既定路线钻出最正确地导孔. 此一连接 磁性导引系统 及导引系统工程计算机 地 PVC包覆电缆线会被卷放在一个防热地套筒内,并依次每个钻掘长度而增加,而在施工过程中增加每一段导杆时会先切断联机,待导杆安装系统在导杆组后即重新连上. 磁性导引系统传回地表地信息是由随时提供DC 电流由铅制成地通信线所传递,经由磁性导引精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页系 统 所传 回地 信号 可完 全排 除原 有埋 设电 缆管 线或 其它 构
8、筑 物 所产 生地 干扰 信号 . 5 、 出 口当 钻 头 组 钻 出 出 口 点 , 则 取 下 钻 头 组 并 在 导 杆 组 上 换 装 扩 孔 器 . 6、扩孔 为成功地埋设管线 ,在导孔后必须扩孔 ,在管件端将扩孔器装在导杆组地尾端,扩孔器由钻掘机组以旋转方式沿已形成地导孔回拉,回拉时钻掘液泵也会通过导杆提供钻掘液给扩孔器,扩孔器会使用本身地喷嘴喷出钻掘液,这些钻掘液不但有润滑及暂时支撑已扩大之孔效果,并会与扩孔过程中所刮下土块混合,一起挤出到两端地泥浆坑.这些泥浆在管件端会被集中到泥浆池 ,在钻掘机组端则会马上被分离再回收利用,为确保钻孔中随时有导杆组,所以当在钻掘 机 组 端
9、取 下 一 支 导 杆 时 , 会 由 管 件 端 在 扩 孔 器 后 面 增 加 一 支 导 杆 . 7、预埋管回拉安装扩孔器地尾端固定一只旋轴并将预埋管连结在旋轴上,管件端地工程师在预埋管准备好可以回拉,并重复检查完每个环节是稳固及可以活动地部分可以旋转之后,即可以用对讲机通知钻掘机组端地工程师. 在钻掘机组回拉下扩孔器会先进入管件端地出口坑,在此之前先使用泵将钻掘液经由导杆组送进扩孔器以确定扩孔器中所有地喷嘴都是畅通地,通过连续地泵压力、旋转及控制即可进行预埋管地安装,当所有地导杆在钻掘机组端一一被取下后预埋管即可完成安装.当扩孔器穿过地下孔抵达钻掘机组时操作者必须谨慎控制旋转扭力及钻掘
10、机组地拉力负载,以确保预埋管不被拉坏. 8、钻掘讯息有关长度、深度及穿越位置等定向钻穿越地资料,会在导孔时一一被记录,这些精确地记录会被绘制在钻掘竣工图中,以确保日后此埋管不会被挖掘.当预埋管安装完成 ,所有钻掘机具现场施工场地应一一复原. 五、相关问题1、卡钻地出现及解决方法在(砾石、糖粒砂、钙质层 钻进中 ,会出现卡钻地现象 .应及时调整泥浆配比 ,使用最大泥浆泵排量,与挖掘机配合 ,将钻杆撤出卡钻区 .总结卡钻出现地原因,调整泥浆配比 ,使用进口澎润土 ,增加泥浆切力与粘度 ,使用扭矩大、推力大地钻机及相匹配地钻头,完成导向孔地钻进. 2、钻掘液性能与钻孔、回拖地关系定向钻穿越施工 ,由
11、于钻孔处于地表 (一般位于地表层以下 3m20m,地质松软 ,所以不易形成孔洞 ,钻孔易塌方 ,这就要求所用泥浆地护壁性要好,泥饼质量高 ,控制失水性要好 ,以保证钻机性能地很好发挥.由于地层结构不同所需泥浆性能也不相同. 泥浆作为钻进冲洗液,使用优质地膨润土和添加剂,严格按照比例经搅拌系统搅拌成泥浆注入洞内 ,具有润滑钻具、稳定孔壁、降低回转扭矩和回拉力,降低拖管时管道和洞壁地摩擦系 数 、 冷 却 钻 头 和 发 射 器 、 携 带 土 屑 、 减 少 腐 蚀 、 固 孔 护 管 等 作 用 . 长距离穿越 ,泥浆地作用尤其重要 ,孔内缺少泥浆往往是钻孔失败地重要原因.保持整个过精选学习资
12、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页程中有反浆 ,对工程顺利进行至关重要,为改善泥浆性能 ,需加入适量地添加剂来配制成不同性能地泥浆 .纯碱,可增粘 ,增静切力 ,调节 pH 值,投入纯碱量一般为钠土量地2.为成孔良好 ,增加孔内润滑 ,可加入适量地Drispac.为提高泥浆携带土屑地能力,将孔内地土屑带出 ,可在钻孔过 程 中 地 某 一 段 加 入 一 定 量 地Flowzen, 能 够 达 到 很 好 地 使 用 效 果 . 为 了 保证 穿越工 程地 顺 利 进行 ,切 实保 证 泥 浆 地 性能 才能 保 证 穿越 管
13、线 地 成 功. (1认真研究地质构造图 ,制定完善地地泥浆配比方案,并认真实施 ,对特殊地段应提前采取特殊措施 ,及时加入添加剂,调节好泥浆性能,尽量保证孔内状况良好,形成良好地孔壁. (2在易塌方地地段 ,一方面改进泥浆地性能,另一方面 ,改变钻孔和回拖工艺等,尽量缩短停钻时间,加快钻进速度,保证钻孔不塌方. (3加强泥浆循环 .停止钻进时 ,仍要注入适量泥浆 ,保证孔内始终存在正压,使泥浆把孔内切削物尽量多地携带出来,防止沉积于孔内. 3、 在拖管过程中出现管拖不动地情况拖管途中出现管道拖不动,应及时将钻机移到管道入地端,与挖掘机配合 ,使拖力达到原来拖力地两倍,将管道拖出地面 .总结拖不动地原因 ,审查各个工程环节及相关保障措施,并加以改善 ,如采用更大地回扩头、使用进口粘土和添加剂,更大动力地钻机,完成穿越. 六、总结用定(导向钻机穿越 ,不仅对钻机地能力 ,钻机地锚固、钻具地选配、导向孔地轨迹、回扩头选择有所要求并对泥浆地性能要求也很高,必须根据不同地地层配制不同地泥浆.此外,还需要有丰富地穿越实践经验 ,以便能及时解决现场出现地问题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页