水平鉆孔技術(shù):在地下管線鋪設(shè)中,采用水平方向鉆進(jìn)和擴孔工藝方法成孔,同步拉入或頂入鋪設(shè)地下管線的技術(shù)方法。包括(水平鉆進(jìn)法,水平螺旋鉆進(jìn)法,水平定向鉆進(jìn)法。)
水平鉆進(jìn)法:使用普通地質(zhì)鉆探設(shè)備,采用盲孔鉆進(jìn)工藝清水或空氣作為沖洗介質(zhì),先鉆進(jìn)成孔,然后推入金屬套管,在穿管鋪入電纜。缺點:設(shè)備工藝受限,鉆孔方向控制難,套管撲入費時費力,大口徑成孔難。質(zhì)量差,效率低。
水平螺旋鉆進(jìn)法:采用螺旋鉆頭破碎土層,同步頂入金屬套管,螺旋鉆桿內(nèi)排土工藝。帶有套管地下管道泥漿潤滑裝置。優(yōu)點:對底層沒干擾,對地層適應(yīng)性好,管徑更具需要變化,適用范圍大。缺點:不可控向,施工精度有限,在堅硬或卵礫層施工空難,對螺旋鉆頭不能破碎地層無法施工。適用范圍:軟至中硬的不含水土層,粘土層和穩(wěn)定的非粘土層。
水平定向鉆進(jìn):是一種將地質(zhì)鉆探,油氣鉆井所用的定向鉆進(jìn)技術(shù)與管線鋪設(shè)技術(shù)相結(jié)合的新方法,采用先定向鉆進(jìn)導(dǎo)向孔,然后擴大鉆孔,拉入鋪設(shè)管線的技術(shù)工藝。優(yōu)點:鋪管精度高,效率高,操作簡便。
非開挖頂管拉管水平定向鉆進(jìn)鋪管工藝原理:
1,鉆進(jìn)導(dǎo)向孔(采用專門的人工彎曲鉆孔器具,從鉆孔入土點到出土點進(jìn)行定向鉆進(jìn)。按照設(shè)計的鋪管軌跡鉆出一個對穿的導(dǎo)向鉆孔。)
2,回擴鉆孔(導(dǎo)向孔鉆進(jìn)結(jié)束后,在出土端卸下導(dǎo)向鉆具和鉆頭,換上回擴鉆頭,開始擴孔。
3,反拉鋪管(擴孔完成后,即可拉入需鋪設(shè)的管道,管道做好預(yù)先連接妥當(dāng)利于一次拉入,拉管前,做好有一次清孔或探孔工序。應(yīng)將擴孔器或清空器連接在鉆桿上,在通過單動接頭連接在管道的拉頭上,單動接頭防止管道回轉(zhuǎn),從而保證其能平滑的會拖進(jìn)鉆孔。
反拉回擴鉆孔時擴孔鉆頭后部的鉆桿連接方案
通過單動接頭連接鉆桿用于地層情況較好孔壁穩(wěn)定穿越距離不長的條件中。
優(yōu)點:
1,保持了鉆桿連接,回拖鉆桿能保證下一循環(huán)擴孔進(jìn)行。
2,出土端鉆桿和回轉(zhuǎn)擴孔工作互不干擾,確保操作保障。
缺點:
1,如出現(xiàn)孔內(nèi)事故,由于單動接頭存在,無法從出土端驅(qū)動擴孔器回轉(zhuǎn)退回。
2,直接連接鉆桿(用于底層復(fù)雜,孔壁穩(wěn)定性差,穿越距離不長的施工中。有點如上,并且克服了如上缺點。
3,不接鉆桿(用于地層情況好,孔壁穩(wěn)定的施工中。缺點。萬一垮塌,從入土段找老孔麻煩大。
鉆孔控向原理:水平定向鉆進(jìn)導(dǎo)向孔一般采用小直徑鉆頭,進(jìn)行全孔底破碎鉆進(jìn)。在鉆頭底唇面或鉆具上,設(shè)置專門的控制鉆向的機構(gòu)。在鉆具內(nèi)或緊接其后部位,安裝有測量探頭。鉆進(jìn)過程中,探頭連續(xù)或間接的測量鉆孔位置參數(shù),并通過無線或有線的方式適時地將測量數(shù)據(jù)發(fā)送到地表連接器,操作者根據(jù)數(shù)據(jù)和處理后得到的圖表,采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)調(diào)整孔內(nèi)控制鉆向的機構(gòu),從而控制鉆孔軌跡延伸,達(dá)到設(shè)計要求。
非開挖頂管拉管孔內(nèi)控制鉆向的機構(gòu):
鉆頭底唇面非平衡結(jié)構(gòu)
1,斜面結(jié)構(gòu),鉆進(jìn)時連續(xù)回轉(zhuǎn)鉆頭,斜面均勻破碎孔地,則鉆出直孔,如果保持斜面傾向某個方向不會轉(zhuǎn)加壓鉆進(jìn)時,斜面不對稱破壞孔底,則使鉆孔發(fā)生彎曲。適用于,軟質(zhì)土層,并采用鉆井液噴射輔助破碎孔底。若土層較硬,采用搖擺鉆進(jìn)。
2,斜底結(jié)構(gòu),采用氣動潛孔錘鉆頭,與斜面結(jié)構(gòu)原理類似。主要用于硬質(zhì)的巖層中控向鉆進(jìn),沖擊回轉(zhuǎn)鉆直孔,沖擊不回轉(zhuǎn)使孔底發(fā)生不對稱破壞。
3,不對稱結(jié)構(gòu),也采用氣動潛孔錘鉆頭,他將底唇面做成不對稱形狀,原理如前
鉆具彎曲結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu):由鉆頭,孔底動力機,彎接頭,鉆桿組成的鉆具組合。
原理:入土前處于自由彎曲狀態(tài),或者在下孔內(nèi)后令其彎曲,鉆具組合受到孔壁的限制,而使鉆頭對孔壁產(chǎn)生斜向力,由于鉆頭軸線和鉆孔軸線不重合,從而產(chǎn)生對孔壁的橫向破碎和對孔底的不對稱破碎,在孔底動力機 帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)時鉆具彎接頭和鉆桿不轉(zhuǎn)動,就保證孔朝一定方向偏斜一定角度,從而達(dá)到人工彎曲鉆孔目的。
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