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    水平定向鉆機系統(tǒng)簡介:

    各種規(guī)格的水平定向鉆機都是由鉆機系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及附助機具組成,它們的結(jié)構(gòu)及功能介紹如下:

    3.1 鉆機系統(tǒng):是穿越設(shè)備鉆進作業(yè)及回拖作業(yè)的主體,它由鉆機主機、轉(zhuǎn)盤等組成,鉆機主機放置在鉆機架上,用以完成鉆進作業(yè)和回拖作業(yè)。轉(zhuǎn)盤裝在鉆機主機前端,連接鉆桿,并通過改變轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向和輸出轉(zhuǎn)速及扭矩大小,達到不同作業(yè)狀態(tài)的要求。

    3.2 動力系統(tǒng):由液壓動力源和發(fā)電機組成動力源是為鉆機系統(tǒng)提供高壓液壓油作為鉆機的動力,發(fā)電機為配套的電氣設(shè)備及施工現(xiàn)場照明提供電力。

    3.3 控向系統(tǒng):控向系統(tǒng)是通過計算機監(jiān)測和控制鉆頭在地下的具置和其它參數(shù),引導(dǎo)鉆頭正確鉆進的方向性工具,由于有該系統(tǒng)的控制,鉆頭才能按設(shè)計曲線鉆進,現(xiàn)經(jīng)常采用的有手提無線式和有線式兩種形式的控向系統(tǒng)。

    3.4 泥漿系統(tǒng):泥漿系統(tǒng)由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成,為鉆機系統(tǒng)提供適合鉆進工況的泥漿。

    3.5 鉆具及輔助機具:是鉆機鉆進中鉆孔和擴孔時所使用的各種機具。鉆具主要有適合各種地質(zhì)的鉆桿,鉆頭、泥漿馬達、擴孔器,切割刀等機具。輔助機具包括卡環(huán)、旋轉(zhuǎn)活接頭和各種管徑的拖拉頭。
    施工現(xiàn)場兩側(cè)都需要重型設(shè)備,為縮減成本,通往兩側(cè)施工現(xiàn)場的道路應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有道路以減少新修道路距離,或利用管道線路的施工便道,所有相關(guān)道路使用權(quán)的協(xié)議都應(yīng)由業(yè)主提供,在投標(biāo)階段再來討論這些問題為時已晚。

    B、工作場地

    1、鉆機一側(cè)——鉆機施工場地至少需要30M(100FT)寬,長45M(FT)的面積。該面積從入土點算起,入土點應(yīng)位于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)至少3M(10FT)處,同時由于許多鉆機配套的設(shè)備或配件沒有規(guī)定的存放地點,所以鉆機一側(cè)施工現(xiàn)場可由許多不規(guī)則的小塊組成,以便節(jié)省占地面積,現(xiàn)場盡量要平整,堅硬,清潔,以便有利于進行施工。由于穿越施工時需要大量的淡水供攪拌泥漿用,所以施工現(xiàn)場要盡量靠近水源或便于連接自來水管道的地方。

    2、管道一側(cè)----為便于預(yù)制成品管道,管道一側(cè)要有足夠長度的施工現(xiàn)場,這也是要重點考慮的事情?,F(xiàn)場寬度應(yīng)滿足管道施工的需要(一般為12----18米)。同樣在出土點一側(cè)也需要30米(100FT)寬乘以45米(FT)長的施工現(xiàn)場??傞L度以能夠擺放下所預(yù)制的管道為準(zhǔn),(場地的總長度一般為穿越管道長度再加上30米,)在回拖前,要將管道預(yù)制完成,包括焊接,通球,試壓防腐等工序,在回拖過程中,不能再進行管道的連接工作,因為回拖過程是要連續(xù)進行的,若此時進行管道連接將可能造成地下孔洞的塌方,極可能造成整個工程施工的失敗。
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    穿越施工現(xiàn)場布置圖

    1. 入土點是定向鉆施工的主要場所,鉆機就布置在該側(cè),所以施工占地比較大,DD330鉆機的小占地為30×30M,當(dāng)然也可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況作相應(yīng)調(diào)整,DD60、DD-5的占地相應(yīng)要小得多。

    2.出土點一側(cè)主要作為管道焊接場地,在出土點應(yīng)有一塊20×20M的場地作為預(yù)擴孔、回拖時接鉆桿和安裝其他設(shè)備時使用;在出土點之后有一條長度與穿越長度相等的管線焊接作業(yè)帶。

    穿越實例

    大沽沙穿越鉆機場地布置

    1998年9月到10月之間,在天津塘沽大沽沙海河,我公司僅用45天時間完成了兩條Φ219×8,一條Φ426×9,長度為960米的管道穿越。

    大沽沙穿越焊接場地(只顯示了兩條管道)
    水平定向鉆穿越施工工藝流程圖

    使用水平定向鉆技術(shù)穿越河流和其它障礙物的施工方法在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的運用。水平定向鉆穿越承包商協(xié)會認為:在工程項目招投標(biāo)過程中,水平定向鉆承包商應(yīng)設(shè)法獲取盡可能多的相關(guān)信息以提出完整并具競爭力的報價,承包商在開工前應(yīng)該獲得以下信息,以保證日后的工作可以順利進行,并在此條件下完成工程項目的施工,同時足夠的施工前的各類信息還可以保證施工過程更安全,減少對周圍環(huán)境的破壞,使工程進行的更順利。
    施工過程和技術(shù)

    1、導(dǎo)向孔:導(dǎo)向孔是在水平方向按預(yù)定角度并沿預(yù)定截面鉆進的孔,包括一段直斜線和一段大半徑弧線。在鉆導(dǎo)向孔的同時,承包商也許會選擇并使用更大口徑的鉆桿(即沖洗管)來屏蔽導(dǎo)向鉆桿。沖洗管可以起到類似導(dǎo)管的作用,還可以方便導(dǎo)向鉆桿的抽回和更換鉆頭等工作。導(dǎo)向孔的方向控制由位于鉆頭后端的鉆桿內(nèi)的控制器(稱為彎外殼)完成。鉆進過程中鉆桿是不做旋轉(zhuǎn)的,需要變換方向時若將彎外殼向右定位,鉆進路線即向右沿平滑曲線前進。鉆孔曲線由放置在鉆頭后端鉆桿內(nèi)的電子測向儀進行測量并將測量結(jié)果傳導(dǎo)到地面的接收儀,這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理和計算后,以數(shù)字的形式顯示在顯示屏上,該電子裝置主要用來監(jiān)測鉆桿與地球磁場的關(guān)系和傾角(鉆頭在地下的三維坐標(biāo)),將測量到的數(shù)據(jù)與設(shè)計的數(shù)據(jù)進行對比,以便確定鉆頭的實際位置與設(shè)計位置的偏差,并將偏差值控制在允許的范圍之內(nèi),如此循環(huán)直到鉆頭按照預(yù)定的導(dǎo)向孔曲線在預(yù)定位置出土。

    2、預(yù)擴孔: 導(dǎo)向孔完成后,要將該鉆孔進行擴大到合適的直徑以方便安裝成品管道,此過程稱為預(yù)擴孔,(依終成孔尺寸決定擴孔次數(shù))。例如,如需安裝36英寸管線,鉆孔必須擴大到48英寸或更大。通常,在鉆機對岸將擴孔器連接到鉆桿上,然后由鉆機旋轉(zhuǎn)回拖入導(dǎo)向孔,將導(dǎo)向孔擴大,同時要將大量的泥漿泵入鉆孔,以保證鉆孔的完整性和不塌方,并將切削下的巖屑帶回到地面。

    3、回拖管道:預(yù)擴孔完成以后,成品管道即可拖入鉆孔。管道預(yù)制應(yīng)在鉆機對面的一側(cè)完成。擴孔器一端接上鉆桿另一端通過旋轉(zhuǎn)接頭接到成品管道上。旋轉(zhuǎn)接頭可以避免成品管道跟著擴孔器旋轉(zhuǎn),以保證將其順利拖入鉆孔?;赝嫌摄@機完成,這一過程同樣需要大量泥漿配合,回拖過程要連續(xù)進行直到擴孔器和成品管道自鉆機一側(cè)破土而出。
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    發(fā)展與使用

    水平定向鉆技術(shù)早出現(xiàn)在70年代,是傳統(tǒng)的公路打孔和油田定向鉆井技術(shù)的結(jié)合,這已成為目前廣受歡迎的施工方法,可用于輸送石油、天然氣、石化產(chǎn)品、水、污水等物質(zhì)和電力、光纜各類管道的施工。不僅應(yīng)用于河流和水道的穿越,同時還廣泛應(yīng)用于高速公路、鐵路、機場、海岸、島嶼以及密布建筑物、管道密集區(qū)等。

    B、技術(shù)限制

    定向鉆施工技術(shù)首先應(yīng)用于美國海岸地區(qū)的沖積層穿越,現(xiàn)在已經(jīng)能夠開始在粗沙、卵石、冰磧和巖石地區(qū)等復(fù)雜地質(zhì)條件下進行穿越施工。長的穿越施工已達6000英尺、管道直徑為18英寸。

    C、優(yōu)勢

    事實證明:水平定向鉆穿越是對環(huán)境影響小的施工方法。這項技術(shù)同時還可以為管道提供的保護層,并相應(yīng)減少了維護費用,同時不會影響河流運輸并縮短施工期,證明是目前效率,成本的穿越施工方法。
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    非開挖頂管是指:在不開挖地面的情況下,穿越公路,鐵路,河流,建筑物等,在鬧市區(qū)或者古跡保護區(qū),進行管道建設(shè)的地下鋪設(shè)。所涉及市政污水處理,自來水供應(yīng),通信,電力,煤氣管道,交通,網(wǎng)絡(luò)傳輸,農(nóng)業(yè)灌溉等。隨著城市化建設(shè)的加速,促使地面空間越來越小,而迫使公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)向地下發(fā)展的大趨勢,為確保地面人們?nèi)粘I畈皇芨蓴_,非開挖地下頂管掘進技術(shù)成為理想的施工方案。不影響交通,不破壞環(huán)境,玉門市西安非開挖頂管,頂管施工隊玉門市西安非開挖頂管,頂管施工隊玉門市西安非開挖頂管,頂管施工隊玉門市西安非開挖頂管,頂管施工隊施工期短,綜合成本低,具有顯著的社會效益的一項技術(shù)。我工程隊期待與市政地下管網(wǎng)鋪設(shè)的,電力,污水等處理工作的同仁共同創(chuàng)造價值,互利共贏,同時我隊有的頂管工程師,用豐富的頂管施工經(jīng)驗來保證該工程成為工程而服務(wù)于社會。


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