在非开挖技术行业中,定向钻进一直是主要的增长领域。目前,在天然气、自来水、电力和电信部门定向钻进已是一种普通的施工工艺,最近由于在施工精度上的改善,定向钻进也被用于污水管和其它重力管线的铺设。尽管这样,世界上有许多地方、许多行业仍然还在认识普通非开挖和定向钻进非开挖的益处。

钻孔轨迹可以是直的,也可以是逐渐弯曲的。在导向绕过障碍物,或穿越高速公路、河流和铁路时,钻头的方向可以调整。钻孔过程可在预先挖好的发射坑和接受坑之间进行,也可在安装钻机的场地,以小角度直接从地表钻进。

工作管或导管的铺设通常分两步进行。首先是沿所需的轨迹钻导向孔,然后回扩钻孔以加大孔径适应工作管的要求。在第二步即回拖过程中,工作管通过旋转接头与扩孔器连接,并随着钻杆的回拖拉入扩大了的钻孔中。在复杂地层条件下、或孔径需增加很大时,可采用多级扩孔的方法将孔径逐步扩大。

近年来,设备能力有了的改善,非开挖技术的优越性也得到了更多的赞赏。一些公用管线公司已经设想,在有非开挖可作替代时,要反对采用明挖施工方法(特别是在道路上)。非开挖施工除了有显著的环境效益外,在许多工程应用中,导向孔钻进的相对成本已经降低到明挖法施工之下,即使忽略干扰与延缓交通等的社会成本时也是如此。

非开挖定向钻施工(浅谈市政管道技术非开挖施工之定向钻)

大多数定向钻机采用钻进液辅助碎岩钻头钻压从钻杆尾部施加。钻头通常都带有一个斜面,所以钻头连续回转时则钻出一个直孔,而保持钻头朝某个方向不回转加压时,则使钻孔发生偏斜。探测器或探头可以安装在钻头内,也可安装在紧靠钻头的地方,探头发出信号,被地面接收器接收或跟踪,从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。在那些从地表不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方,或因钻孔深度太大,用无线电频率方法难以保证定位精度的地方,也可采用有缆式导向系统,其缆线通过钻杆连接。

膨润土/水的混合物是常用的钻进液或“泥浆”,它能使携带的岩屑处于悬浮状态,并能通过循环系统过滤。导向孔施工完成后,触变泥浆可保持孔壁的稳定,以便于回扩。工作管或导管一般为聚乙烯管或钢管,在扩孔的同时跟在扩孔器后一起捡入。

在大型设备中,多数工作是通过钻杆回转完成的,设备的扭矩与轴向给进力和回拖力一样重要。对小型设备,通常是先钻一个导向孔,然后再将孔径扩大至所需的尺寸,同时将管道随扩孔器拉入,此时使用钻进液有助于破岩、润滑和冷却钻头。在钻进岩石或其它硬地层时,也可用钻进液驱动孔底“泥浆马达”,在这种情况下,需要很高的钻进液流速。

一些钻进系统被设计用于无水或钻进液的干式钻进工艺,其操作更简单,废弃物少,不需要太多的现场设备;但要受到铺管尺寸和地层条件的限制。

冲击作用可以加强轴向推力和回转扭矩的效果。冲击力可由钻头上的冲击锤产生,也可由地面设备产生并沿钻杆柱传送,无论哪种方法,都能提高导向钻机在复杂地层中的性能。

非开挖定向钻施工(浅谈市政管道技术非开挖施工之定向钻)

钻机可大致分为两类:地表发射的和坑内发射的。地表发射钻机通常为履带式,可依靠自己的动力自行走进入工地。铺设新管时它们不需要发射坑和接受坑,但管线连接时仍需要开挖。如果要求在地下相同深度连接其它管线,则可能会造成新管的开头几米废弃。

坑内发射钻机在钻孔的两端都需要挖坑,但可在空间受限的地方操作。一些设计更紧凑的钻机的发射坑,可只比接管所需的坑稍大一点就行。钻杆单根的长度受坑的尺寸限制,这可能对铺设速度和钻杆成本造成影响。

坑内发射钻机固定在发射坑中,利用坑的前、后壁承受给进力和回拉力。地表发射钻机有几种桩定方式将钻机锚固在地上,性能完善的钻机桩定系统可以是液压驱动的。

一些地表发射钻机是整装式的,载有钻进液用搅拌池和泵,以及动力辅助装置、阀和控制系统;也有采用搅拌池和泵等设备分离配置的。钻进液通过钻杆柱内孔泵送到钻头,再从钻杆与孔壁的环空内返回,并把破碎下来的钻屑携带至过滤系统进行分离和再循环。

钻机,尤其是地表发射钻机,配置有一个钻杆自动装卸系统,定长的钻杆装在一个“传送盘”上,随钻进或回扩的过程而自动从钻杆柱上加、减钻杆,这种操作与一个自动的螺纹拧紧和卸开装置配合进行。由于钻杆自动装卸系统加快施工速度、提高施工安全和减小劳动强度,因而应用日益普遍,即使在小型钻机上也是如此。

根据钻进地层的类型,选择定向钻机的能力可有很大不同。通常,均质粘土地层最容易钻进;砂土层要难一些,尤其是其位于地下水位之下或没有自稳能力时;砾石层中钻进会加速钻头的磨损。不带冲击作用或泥浆马达的标准型钻机,一般不适用钻进岩石或坚硬夹层,因为一旦遇到此类障碍物,钻头会无法进尺或偏离设计轨迹。

非开挖定向钻施工(浅谈市政管道技术非开挖施工之定向钻)

以钻进液作动力的泥浆马达,可驱动岩石钻头,采用这种技术需要一些动力更大的钻机。提高硬地层钻进效果的另一种方法,是配合推力与回转采用冲击作用。冲击力可由通过钻杆柱传动的钻机冲击锤产生,也可由钻头上的气动锤产生。冲击能提高在夹石土层和软弱岩层中的钻进效率与方向控制能力,但并不适用于钻进坚硬岩石、大量块石或者如混凝土类非常坚硬的东西。

点赞(0) 打赏

相关推荐

生吃椰子肉的功效与禁忌(浅谈椰子的功效与营养作用)

蚜虫的防治方法(浅谈作物蚜虫发生的原因)

抹灰砂浆配方(薄层抹灰砂浆的技术要求及施工要点)

孟子仁政议论文800字(浅谈孟子仁政思想内容)

真假美猴王简介概括(浅谈西游未解之谜之真假美猴王)

戴安娜花语是什么(浅谈王妃之名命名的玫瑰)

姑嫂相处不好谁更吃亏(浅谈姑嫂不和的根源)

练字的好处和感悟(浅谈孩子经常练字的好处与重要性)

红茶和普洱茶区别(浅谈两种茶在各方面的差异)

浅谈加拿大小生意(加拿大适合创业吗)

古建筑工程施工公司(古建筑公司有哪些)

上海管道疏通公司推荐(专业疏通管道的公司 )

立即
投稿
发表
评论
返回
顶部