跟着我国经济的开展,通讯、电能传输、石油工业、天然气的挖掘及水利事业的突飞猛进,同时跟着城市高层建筑及铁路、公路、核电根底和水利工程设备的不断兴修,地下工程建设和运用日益广泛,非开挖施工技能在穿越公路、铁路、建筑物、河流以及在闹市区、奇迹保护区、农作物和植被保护区等条件下,进行供水、煤气、电力、电讯、石油、天然气等管线的铺设、更新和修正等方面的作用日益明显。跟着非开挖技能在煤气管线施工中运用越来越广,呈现的问题越来越多,对呈现的问题从以下几方面选用要害技能将其解决。
1、钻机锚固
钻机在施工中如锚固欠好,钻进拖管进程中产生事端的状况十分多。在钻机锚固前,对锚固区域用仪器进行地下管线检测,防止将锚杆打在地下管线上。合理钻机锚固是顺利完结钻进及回拖管的条件,钻机锚固才干反映了钻机在钻进和回拖施工时利用本身功率的才干。一台钻机推力再大,钻机在定向中产生了移动,也会导致钻机无法按预定的计划完结钻进作业。在回拖管时,如锚固欠好,钻机移动,需进一步锚固,从而导致了管道有或许拖不动,进一步加大钻机拖力,会呈现钻机的悉数功率作用在钻机机身上,容易产生设备破坏和人员伤亡。
2、信号接纳
信号在钻进进程中,因为地磁信号强(建筑物、高架桥屏蔽作用),使定向信号无法接纳。依靠在信号消失之前的钻进斜率与点数在钻杆上作符号进行盲钻,在盲钻进程中,由钻杆上的符号及核算钻杆的斜率来完结造斜及整个钻进,直至信号呈现(例如泰安阿吉斯在施工进程盲钻150m,直至收到信号,从而完结整个工程施工)。
3、钻具选择
钻头是定向的重要东西之一,关于不同的土层,选用不同的钻头,这样才干防止卡钻的呈现。
(1)淤泥质粘土:必需选用较大的钻头,要想向前推进0.9m就完结钻孔变向,狗腿度为10的钻头或大钻头。
(2)干燥的软粘土:选用中等尺度钻头作用最佳。
(3)硬土层:较小的钻头作用最佳,要确保钻头至少比探头外筒的尺度大12.5mm。
(4)钙质层:最小钻头作用最佳,选用特别的切削破碎技能来完结钻孔方向改变。
(5)糖粒砂:中等尺度狗腿度钻头作用最佳,镶焊硬质合金钻头耐磨性最好,钻机的锚固和钻进液是成败的要害。
(6)砂质淤泥:中等到大尺度钻头作用较好。有时需要高扭矩来驱动钻头。
(7)致密砂层:小尺度锥形钻头作用最好,但钻头的尺度有必要大于探头外筒的尺度,这种土质中,向前推进较难,可较快完结控向,钻机锚固是钻孔成功的要害。
(8)砾石层:镶焊小尺度硬质合金的钻头作用最佳,关于大颗粒卵石层,钻进难度大,不过若卵石层间有足够的胶结性土,钻进仍是可行的。在砾石层中,回扩难度最大。
(9)固结的岩层:运用孔内动力钻具钻进作用最佳。选用标准钻头钻到硬质岩时,钻机可在无明显方向改变的条件下完结施工。
4、规划轨道与穿越地层的合理选择
水平定向钻可承当各类原料管线的穿越使命,钻机功能的很好发挥,依赖于抱负的地质条件和合理的轨道规划,假如地质条件抱负,穿越曲线坐落粘土、亚粘土或淤泥等造浆才干好的地层,就能够适当加长穿越长度,而实践拖拉力不会添加太多,假如穿越曲线所在地层不抱负时(流沙、钙质层、砾石层),就会下降穿越成功的或许性,甚至导向孔无法完结。
5、扩孔器及扩孔工艺
当先导孔钻至出钻区需用一个扩孔器来扩展钻孔,以便装置制品管线,一般将钻孔扩展至制品管尺度的1.2~1.5倍,扩孔器的拉力或推力一般要求为每毫米孔径175.1N,根据制品管和钻机的标准可选用多级扩孔。关于不同的地层,选用不同的扩孔器,这是确保回扩成孔的要害。
(1)快速切削型扩孔器:这种类型的扩孔器,对粘性大及砂土层较有用,但这种扩孔器无法破碎坚固的岩石。
(2)拼合型钻头通孔器:它由剖开的牙轮锥形体制作,并将其焊接到金属板和短的直接构件上。拼合型钻头通孔器是一种通用的,经济的扩孔东西。易定做,有多种切削具类型和标准,制作时有必要特别焊接、热处理以及其他的保护办法,以免损坏后牙轮失落于孔内。
(3)锥形牙轮扩孔器:这种扩孔器现在广泛运用,运用于除岩石以外,硬度在40MPa以内的各种地层。
(4)YO—YO型扩孔器:这种扩孔器十分适应于非开挖施工,它在岩石崩落的地层中能够向前或向后钻进。这种平衡式的牙轮是安稳的,而且能够自动跟踪先导孔。大型牙轮和密封式轴承的运用延长了其在孔内的寿命。
6、钻井液功能与钻孔、回拖的关系
定向钻穿越施工,因为钻孔处于地表(一般坐落地表层以下3m~20m),地质松软,所以不易构成孔洞,钻孔易塌方,这就要求所用泥浆的护壁性要好,泥饼质量高,控制失水性要好,以确保钻机功能的很好发挥。因为地层结构不同所需泥浆功能也不相同。
泥浆作为钻进冲洗液,运用优质的膨润土和添加剂,严格依照份额经搅拌体系搅拌成泥浆注入洞内,具有润滑钻具、安稳孔壁、下降反转扭矩和回拉力,下降拖管时钢管和洞壁的摩擦系数、冷却钻头和发射器、带着土屑、减少腐蚀、固孔护管等作用。
长距离穿越,泥浆的作用特别重要,孔内缺少泥浆往往是钻孔失利的重要原因。坚持整个进程中有反浆,对工程顺利进行至关重要,为改进泥浆功能,需参加适量地添加剂来配制成不同功能的泥浆。纯碱,可增粘,增静切力,调节pH值,投入纯碱量一般为钠土量的2%。为成孔杰出,添加孔内润滑,可参加适量的Drispac。为提高泥浆带着土屑的才干,将孔内的土屑带出,可在钻孔进程中的某一段参加一定量的Flowzen,能够到达很好的运用作用。
为了确保穿越工程的顺利进行,实在确保泥浆的功能才干确保穿越管线的成功。
(1)仔细研讨地质结构图,制定完善的的泥浆配比计划,并仔细实施,对特别地段应提早采纳特别办法,及时参加添加剂,调节好泥浆功能,尽量确保孔内状况杰出,构成杰出的孔壁。
(2)在易塌方的地段,一方面改进泥浆的功能,另一方面,改变钻孔和回拖工艺等,尽量缩短停钻时间,加速钻进速度,确保钻孔不塌方。
(3)加强泥浆循环。停止钻进时,仍要注入适量泥浆,确保孔内始终存在正压,使泥浆把孔内切削物尽量多的带着出来,防止堆积于孔内。
7、在拖管进程中呈现管拖不动的状况
拖管途中呈现管道拖不动,应及时将钻机移到管道入地端,与挖掘机配合,使拖力到达本来拖力的两倍,将管道拖出地面。总结拖不动的原因,检查各个工程环节及相关保证办法,并加以改进,如选用更大的回扩头、运用进口粘土和添加剂,更大动力的钻机,完结穿越。