市政、油气管道工程水平定向钻简介解析

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1、第一章水平定向钻穿越施工工艺过程介绍其工作过程是通过计算机控制钻头进行导向和探测，先钻出一个与设计曲线相同的导向孔，然后再将导向孔扩大，把产品管线回拖到扩大了的导向孔中，完成管线穿越的施工过程。1.通过钻出一条最理想的钻进路径，在不破坏地表原状的前提下，来完成管线铺设的过程。2.理想的钻进路径通常是：使铺装的管线在渐变的、较小的弯曲且不发生永久变形的受力状况下敷设在计划的位置。3.通常要求所使用的钻机系统要具有足够的扭矩来驱动钻头或扩孔器，并将钻屑和钻液很好混合。4．在施工前，必须勘查和了解土质，施工时要制订适合地质情况的钻孔工艺，选用合适的泥浆配比，选择有

2、效切削和混合钻屑的扩孔器。5．扩孔的目的是使管线的外壁与钻孔壁之间产生足够的环型空间，以便管线拖入钻孔时有足够的环型空间，以便挤走部分泥浆。穿越施工分为二个阶段第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩孔，并将产品管线（一般为钢管，PE管道，光缆套管）沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中，完成管线穿越工作。鉆导向孔预扩孔回拖管道水平定向钻施工的特点：1．定向钻穿越施工具有不会阻碍交通，不会破坏绿地，植被，不会影响商店，医院，学校和居民的正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，对交通，环境，周边建筑物基础的破坏和不良影响

3、。2．现代化的穿越设备的穿越精度高，易于调整敷设方向和埋深，管线弧形敷设距离长，完全可以满足设计要求埋深，并且可以使管线绕过地下的障碍物。3．城市管网埋深一般达到三米以下，穿越河流时，一般埋深在河床下9—18米，所以采用水平定向钻机穿越，对周围环境没有影响，不破坏地貌和环境，适应环保的各项要求。4．采用水平定向钻机穿越施工时，没有水上、水下作业，不影响江河通航，不损坏江河两侧堤坝及河床结构，施工不受季节限制，具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。5．其它施工方法比较，进出场地速度快，施工场地可以灵活调整，尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性，并且

4、施工占地少工程造价低，施工速度快。6．大型河流穿越时，由于管线埋在地层以下9—18m，地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少，所以起到自然防腐和保温的功用，可以保证管线运行时间更长。水平定向钻机系统组成各种规格的水平定向钻机都是由钻进系统、动力系统、控向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成，只是采取了不同的安装方式或结构，它们的一般结构及功能介绍如下：1钻进系统：2动力系统：3控向系统：4泥浆系统：5钻具及辅助机具第二章施工设计和施工前的准备非开挖穿越施工的关键是作好穿越曲线即导向孔曲线的设计和地质勘察。穿越曲线的设计和施工受许多因素的制约，其中最主要的是施工现场的

5、地上和地下条件，地上条件包括地形，地貌以及周围建筑物，道路，河流等；地下情况包括原有地下管道，地下水和地质结构等，因此，在穿越曲线设计和施工之前必须进行详细的现场勘察，取得第一手的地质资料，为编制施工方案和计算工程造价提供依据。1．1现场勘察内容包括：1.原有地下管线及设施的直径和埋深，原有电缆线路的走向等情况，并在地面作好标记。一般的城市档案馆或测绘院有档案可查。2.穿越地层的土质类型，含水量，透水性，岩石硬度，含卵石或砾石的比例等情况。这些资料可以通过查找有关资料，开挖探孔或钻探的方式取得，以便为设计曲线走向和深度提供依据。地勘要求和项目见相应的设计规范和

6、标准。例如：《油气田及管道岩土工程勘察规范》（SY/T0053—2004）；《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）；制定出相应的该项目的《岩土工程勘察统一技术规定》等。勘查报告的主要内容如下1)地表测量：2）土工测量：3）地下测量：第二节钻孔线路的设计方法钻进曲线的设计，可以根据施工的要求和实测资料，预先规划出一条理想的钻进路径。通常这些要求和资料包括：1．最小地面覆盖厚度、钻头入土（地）/出土角度，所选机器的型号，钻杆的长度和最小曲率半径，这些资料决定了工程中需要钻杆的数量，保证钻杆的最小转弯限制。2．待装管线的直径、一次铺设的管线成组根数、管线允

7、许的最小曲率半径以及泥土的类型、导向孔和扩孔器的形式和直径，这些资料可确保待安装的管线不至于受力过度、所备钻液的配比是否适当或是否足够。3．水，河道或水渠、道路、桥涵或其他地面障碍物的资料；公用设施管线性质、水平位置、垂直深度和离计划路径的左右方位、管线的直径及所需要的最小净空，这些资料是保证施工过程中安全施工的可靠保证。当我们知道了穿越长度，深度，入土角度和出土角度，管道曲线造斜半径，管道材质和直径，壁厚等参数后，也可以手工进行钻孔曲线的设计和校正。穿越曲线一般有五段组成，有时简化为三段：如图直线段和造斜段、水平直线段和出土及造斜段，如下图：典型的穿越曲线主

8、要参数选择钻头入土角α一般选择8—15