非开挖水平定向钻进导向系统-PromatHK
水平定向钻机工作原理
水平定向钻机工作原理水平定向钻机是一种用于地下水平定向钻孔的专用设备，它的工作原理主要包括钻杆传动系统、液压系统、导向系统和钻头系统。
下面将分别对这几个方面进行介绍。
首先是钻杆传动系统。
水平定向钻机通过钻杆传动系统来实现钻进作业。
钻杆传动系统由钻机主机、减速器、钻杆和钻头组成。
在工作时，钻机主机通过减速器传动钻杆旋转，从而带动钻头进行钻进作业。
这一系统的稳定性和传动效率对于水平定向钻机的工作效果起着至关重要的作用。
其次是液压系统。
水平定向钻机的液压系统主要包括液压泵站、液压缸、液压阀等组成部分。
液压系统通过控制液压泵站的工作，实现对钻机主机、导向系统和钻头的液压驱动，从而保证了钻机的正常工作。
液压系统的稳定性和工作效率对于水平定向钻机的工作安全和效率起着至关重要的作用。
接下来是导向系统。
水平定向钻机的导向系统主要包括导向仪、导向钻头、测斜仪等。
导向系统通过对钻孔方向和倾角的实时监测和控制，保证了钻孔的准确性和稳定性。
导向系统的精度和灵活性对于水平定向钻机的工作质量起着至关重要的作用。
最后是钻头系统。
水平定向钻机的钻头系统主要包括钻头、钻头座、钻头导向装置等。
钻头系统通过对地层的钻进和破碎作业，实现了对钻孔的开拓和加固。
钻头系统的工作效率和耐磨性对于水平定向钻机的工作寿命和效率起着至关重要的作用。
综上所述，水平定向钻机的工作原理主要包括钻杆传动系统、液压系统、导向系统和钻头系统。
这些系统通过各自的作用相互配合，实现了水平定向钻机对地下水平定向钻孔的准确、稳定、高效作业。
希望通过本文的介绍，能够对水平定向钻机的工作原理有一个更加全面和深入的了解。
市政供水管道施工中水平定向钻进技术的应用
市政供水管道施工中水平定向钻进技术的应用摘要：水平定向钻进技术是近年来逐渐兴起的一项技术，已广泛应用于地下管线的非开挖。
与传统技术相比，它具有导向准确的优点，能够准确绕过相应曲率半径内的障碍物，避免对周围生态环境的破坏，更适合在复杂地层下施工。
因此，分析该技术在市政给水管道建设中的应用，对于促进城市地下管网建设具有十分重要的现实意义。
关键词：市政给水管道施工；水平定向钻井技术；应用分析研究目前，随着城市化的不断发展，人们对城市交通和环境的要求越来越高。
在城市交通繁忙的地段，地下供水管道的开挖和铺设将不可避免地影响环境和城市交通。
当管道穿越公路、铁路、建筑物、河流、湖泊、历史遗迹、市区、农作物和植被保护区时，管道水平定向钻进可带来显著的社会和经济效益。
水平定向钻进技术是利用水平定向钻机，不需要开挖地表，即用最小的地表开挖工作来铺设地下管道。
在具体应用过程中，具有定位准确、工期短、不影响交通、不破坏环境等优点。
水平定向钻进技术是自来水管道施工的理想施工技术，也是地下管线施工中经常采用的穿越障碍物的施工技术。
1水平定向钻井技术概述1.1水平定向钻井技术概念水平定向钻机主要用于在地面条件下不开挖敷设管道和电缆。
它在供水、供电等柔性管道敷设中具有广泛的应用范围。
水平定向钻井不能用于相对较高的地下水位或卵石层。
我国大部分非硬研究领域均可采用该技术进行施工，工作温度约为-15℃~45℃。
水平定向钻进技术将定向钻进技术与施工方法结合在一起，施工效率更高，施工成本更低，在供水、燃气等管道铺设施工工程中应用范围非常广泛。
随着时代和社会的快速发展，水平定向钻井设备的更新换代也很快，在我国已逐渐成为一个新兴产业，朝着大型化、小型化方向发展。
适用于直径300~1200的管道㎜, 铺设长度可达2500米，可适应各种土壤条件。
水平定向钻井技术的应用前景十分广阔。
1.2水平定向钻进施工特点水平定向钻进施工的优点如下：首先，水平定向钻进对正常交通和人们的正常生活影响不大，可以有效解决开挖施工对人们生活的影响。
柳州瑞通非开挖关于水平定向钻导向技术的研究
柳州瑞通非开挖技术有限公司关于非开挖水平定向钻导向技术研究导向孔工作方式及导向仪工作原理与技术：导向孔：导向孔就是用水平定向钻机从起始位置沿预先决定的路径向目标位置钻进的过程进行施工而形成的孔称为导向孔，是水平定向钻进第一道工序。
为了准确达到预定目标，需要用导向仪指引钻机钻头始终按预定的施工轨迹前进。
控向人员的作用之一就是操作导向仪，根据导向仪传回的各种信息，发出调整钻进方向的指令，并与司钻工配合，始终保持钻头在预定的轨迹上，并记录导向数据，司钻手根据控向人员的指令，操高控钻机使钻头体沿指定的路径钻进。
变向的简单原理是：当钻头体边旋转边推进时，钻头体直线行进；当钻头体只推进不旋转时钻头体沿弧线行进。
实质上，一个完整的导向钻孔是由一系列的直孔通过变向推进连接而成的。
(见图一)。
图一导向孔导向仪：分无线系统、有线系统和地磁系统，三种类型，多个品牌。
无线导向系统由探测棒、接收仪、远程显示器组成，它具有操作简单、导向速度快、价格低的优点，但有容易受干扰、受电池电量的限制、不易长距离长时间工作的缺点。
无线导向系统由导向人员手持接收仪，沿钻进路线寻找接收从地下钻头内信号棒发出的信号。
一般应用于短程和中等深度导向孔钻进。
有线导向系统由有线探测棒、远程显示器、接收仪组成，它具有较好的抗干扰性，可以不受电池电量的限制、深度可达15 米以上，可以在人员无法达到的地方工作；但也受深度限制，不能控制左右方向以及工作时钻杆之间接线比较麻烦的缺点。
有线导向系统是利用电缆线进行信号传输，由远程显示器来显示信号棒在地下的工作状态，并完成导向孔施工。
有线导向系统应用在长距离，大口径管道铺设中。
地磁导向系统由地磁探测棒、远程显示器、接收仪及专用电脑组成，它利用地球磁场作为基准参照物原理进行工作的，利用地球磁场的磁力线来进行导向施工。
具有良好的抗干扰能力，不受外部环境影响，可以控制方向和工作距离长及深度深的特点，电脑能随时显示、计算钻头在地下的位置、方向和深度、精确导向。
水平定向钻进跟踪导向仪中导向系统的研究的开题报告
水平定向钻进跟踪导向仪中导向系统的研究的开题报告1. 前言随着国家经济的发展和城市化建设的加速，地下管线、交通隧道、空调管道等地下工程中采用钻进技术的越来越多。
水平定向钻进技术因其对地表的破坏小、工期短、施工效率高等特点备受青睐，已经成为城市地下管线、交通隧道等地下工程中应用广泛的一种技术。
尤其对于市区内大量存在于道路与建筑中的公共管线而言，采用水平定向钻进技术避免了其他方案所必然带来的大规模的挖掘作业，从而提升了工程施工效率，并保障了城市正常的行车、通行等活动。
水平定向钻进技术的核心是导向系统，在此基础上，钻进头可以被定向沿着预计轨迹前进，并避开原有的地下障碍物，如给水管、下水管、气体管道及电缆井等。
在水平定向钻进中，导向系统是保证施工安全和工效的核心技术，是当前国内外普遍关注和研究的热点问题，如何研发出更加灵敏、准确、高效的导向系统成为了当前水平定向钻进技术中存在的主要问题之一。
2. 研究目的本文旨在通过对目前市场上常见的导向系统进行回顾与分析，结合实际施工中的实验数据，运用模拟仿真和数值模拟的方法，深入研究导向系统的结构设计和优化、稳定性分析以及控制算法的优化，提高导向系统的精度和准确性，为我国的水平定向钻进技术研究与发展提供更为科学、可靠的技术支持。
3. 研究内容本研究分为以下几个方面：（1）导向系统的结构及控制算法的设计研究；通过对导向系统组成结构的解析，对关键部件做出必要的设计和优化。
在算法设计方面，对传统算法和智能控制算法进行系统分析，通过数据处理和算法优化，提高导向系统的精度和准确性。
（2）导向系统的性能测试和实验研究；运用实际施工场地、地质数据和钻具特性等数据，设计合理的实验方案，展开实验测试，评价导向系统的性能指标，形成科学可行的性能评价标准。
（3）数值模拟研究；采用数值模拟等方法，对导向系统的结构和控制算法进行模拟，分析并解决导向系统的稳定性、精度等技术难题，提高导向系统的导向精度和稳定性。
水平定向钻导向仪工作仪原理及使用
水平定向钻导向仪工作仪原理及使用一、安全注意事项1、钻头在沙地、沙砾层或石块上钻进时，传感器周围如果没有足够泥浆流动，会产生摩擦热，持续过热会造成显示的深度读数不准，而且可能造成传感器的永久性损坏。
2、信号接收器不能防爆，不应靠近可燃物或爆炸物使用。
3、每次钻进工作开始之前，都要检查控向系统，确认其操作正常，检查钻头定位和定向信息是否正确，以及钻头内的传感器是否提供正确的钻头深度、倾角和面向角信息4、只有在以下情况下钻探，深度读数才是准确的：（1）接收器校准准确。
检查校准的准确性，以便接收器正确显示深度读数。
（2）钻头定位精确。
接收器正对地下钻进工具中的传感器，并且与传感器平行。
（3）接收器的设置正确。
（4）在钻进时准确并且正确定位和跟踪钻头。
（5）接收器保持水平。
5、信号干扰会造成测量的深度读数不准确，失去倾角、面向角读数或传感器定位、定向信息。
钻进之前定位操作人员应进行电子干扰检查。
6、干扰源包括：交通信号线路、有线电视、输电线、光纤跟踪线、金属构造物、阴极保护、传送塔台、射频。
7、在附近便用相同频率的其它信号源可能也会干扰远程显示器的操作，例如：使用无线群呼系统的租车、其它定向钻进定位设备等8、仔细阅读控向系统的操作手册，以确实了解如何正确操作控向系统来获得准确的深度、倾角、面向角和定位点。
9、每次钻进工作开始之前，将传感器放入钻头内测试控向系统，以确定其运作正常。
钻进时如果使用超声波功能，要定期测试系统进行校准。
在停止钻进一段时间后，务必要测试校准。
测试系统是否受到工作场所的信号干扰。
背景噪音必须低于150，而在进行任何定位操作时，信号强度必须要高于背景噪音至少250点。
二、定位工作原理1、传感器的信号场是椭圆形。
椭圆形信号场和DigiTrak接收器独特的“X”形天线结构共同作用，用三个特殊位置定位传感器，而不仅仅是用最强/最高信号进行定位。
2、传感器的电磁场由许多磁力线组成。
定位时，走进了磁场，接收器天线会从这些磁力线中读取信号。
水平定向钻非开挖施工的运用实例
水平定向钻非开挖施工的运用实例非开挖施工方案即水平钻机钻孔牵引管道的施工方法。
水平导向钻进法，它的主要特点是，可根据预先设计好的铺管线路驱动装有契形钻头的钻杆从地面钻入，地面仪器接收由地下钻头内传送器发出的信息，控制钻头按照预定的方向绕过地下障碍物直达目的地，然后卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩大器，使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径，并将需要铺装的管线同时返程牵回钻孔入口处。
在整个工作中，特别的混合机组提供的钻孔混合液不断地从钻头的钻口嘴喷出，用以润滑钻头，钻杆和加固钴道，以提高整个工程的工作效率。
标签：水平定向钻；非开挖施工；实例一、工程概况蚌埠市高新区污水拉管工程是蚌埠市高新区内的污水截流工程，对于企业污水排放、环保生产具有重要意义。
本次施工共涉及九家企业，均是从厂区截流污水穿过已建成的水泥混凝土路面至污水干管。
管道采用F型钢筋混凝土D400管，全长356米，最长拉管距离72米，最短拉管距离28米。
二、施工准备1.地层勘探主要了解有关地层和地下水的情况，为选择钻进方法和配制钻液提供依据。
其内容包括：土层的标准分类、孔隙度、含水性、透水性以及地下水位、基岩深度和含卵砾石情况等。
地下管线探测主要了解有关地下已有管线和其它埋设物的位置，为设计钻进轨迹提供依据。
根据现场实际情况解决施工用电、用水。
以钻机路线的入土点和出土点各挖一个工作井和接收井，便于钻机入土开钻，并且作为泥浆的排放和收集点，若泥浆过多采用泥浆车外运。
2.技术准备（1）组织工程施工技术人员参与设计单位、建设单位的施工图会审和企业内施工技术交底，了解施工特点和技术要求，熟悉施工操作规程和各项技术数据。
（2）根据敷设管道的管径尺寸，计算出管道孔的扩孔次数和每次回扩所使用的回扩器的规格。
（3）根据钻机操纵手册和导向仪的控制、精度要求，制定出详细的技术交底。
并向施工作业人员进行交底。
（4）与钻机操作手共同制定出管道中线和高程的控制数据和纠偏措施。
水平定向钻穿越施工教程说明
水平定向钻穿越施工教程说明
1.前期准备
在进行水平定向钻穿越施工之前，必须进行详细的前期准备工作。
首先，要进行详细的地质勘察和测量工作，了解施工区域的地质条件和难点，确定钻探点的位置和相互位置。
其次，要制定详细的施工方案，包括确定
钻孔的直径、穿越的路径和目标点等。
最后，选用合适的设备和工具，如
导向设备、钻头、泥浆循环系统等，确保施工的顺利进行。
2.导向设备的安装
水平定向钻穿越施工中，导向设备是非常重要的。
导向设备主要包括
导向机构和测向仪，用于控制钻孔的方向和角度。
首先，将导向机构安装
在钻杆上，并与钻杆连接。
然后，将测向仪安装在导向机构上，并校准测
向仪的灵敏度和准确度。
最后，将导向机构固定在钻杆上，确保其稳定性
和可靠性。
3.弯管钻孔技术的应用
4.循环钻进和取心
5.后续处理和监测
水平定向钻穿越施工完成后，还需要进行一些后续处理和监测工作。
首先，需要对钻孔进行修复和加固，以保证施工区域的安全和稳定。
其次，需要进行钻孔的监测和测试，以确保施工的质量和效果。
最后，对施工过
程进行总结和评估，为后续的施工提供经验和参考。
非开挖水平定向钻进系统地下传感器探头的设计与钻进轨迹的研究
东南人学硕士学位论文第二章非开挖水平定向钻进系统概述２．１非开挖水平定向钻进系统的工作原理２．１．１定向钻进的工作原理水平定向钻进（ＨｏｒｉｚｏｎｔａｌＤｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＤｒｉｌｌｉｎｇ，ＨＤＤ）技术是利用水平定向钻机以可控钻孔轨迹的方式，在不同地层和深度进行钻进并通过定位仪导向抵达设计位置而铺设地下管线的施工方法Ｉ悼１７１。
施工时，首先利用专门的定向钻机钻出一个小口径的导向孔，钻进过程中通过监测和控制手段使钻孔按设计轨迹延伸，并从另一端钻出地表，如图２—１所示。
然后用扩孔钻头将钻孔扩大至所需的口径，最后将待铺设的管线回拖入孔内，如图２－２所示。
图２．１ＨＤＤ导向孔施工原理图图２．２ＨＤＤ扩孔及管线回拖施工原理图水平定向钻进技术的关键部分是导向孔钻进技术，它利用放置在钻头附近的探头发射信号，定向仪器可随时测量出钻头位置、深度、顶角、工具面向角等参数，与钻机配合及时调整方向，实现有目标的引导式钻进，即定向钻进。
对于定向钻进来说，根据地层条件的不同，在松软地层中，一般选用的是一个弯接头和一带喷嘴的切削钻头组成，在硬岩或者卵砾石地层中，孑Ｌ底钻具由弯接头、泥浆马达、刮刀钻头和牙轮钻头或者会刚石钻头组成。
泥浆马达（即螺杆钻）属于正排量容积式液压马达，其作用是将钻进泥浆的液压能转换为驱动钻头的机械能。
需要说明的是：目前在岩石（特别是可钻性比较差的基岩）中的非开挖定向钻进技术还不够成熟，国内外许第二苹非开挖水平定向钻进系统概述多科研机构和企业在不断地尝试其它方法：比如采用弯接组合钻杆配合牙轮钻头以及采用螺杆钻等方法来解决基岩中的钻进和钻孔弯曲问题。
长距离水平定向钻进时，钻杆柱和孔壁之间的摩擦阻力比较大，给施工带来比较大的困难。
这时一般采用套洗钻进，即在钻杆柱外加一层套管，其前端的钻头由钻机驱动，进行套洗钻进。
套洗钻头钻到离导向钻头２５ｍｍ．８０ｍｍ后，停止钻进，由导向钻杆钻进。
这样，导向钻进和套洗钻交替进行，完成导向孔的施工。
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深度精度： 深度的 ±5%
深度范围： 管线定位 3 米 ±5%
RD385 (15 米)探头 15 米 ±5%
显示信息： 液晶显示屏显示下列信息
信号強度 管线深度 探头深度 电流感应 增益水平 操作模式
管线/探头模式 扬声器音量
背衬灯光 电池状况
声音显示： 音频信息经防水扬声器输出。可使用耳机(可选件)中断扬声器的输出
2.3 公斤
运输重量 3.6 公斤
操作模式：
模式
电力 无线电 8 33 数据探头
频率
30Hz-3.5kHz 14-26 kHz 8.192 kHz 32.768 kHz 8.192 kHz
灵敏度@1 米
20 mA 30 µA 100 µA 30 µA
探测深度
条件良好
条件不良
3
2
2
1
5
2
5
2
10
8
定位深度： 深度的 ±5%
外型结构：
结构 尺寸 重量 运输重量
金属(电池/电子)外壳，玻璃与塑胶加強天线外壳 长38 厘米；直径 3.2 厘米 1.1 公斤 1.5 公斤
操作频率： 8 kHz (8.192 kHz)
电 池： 2 x LR14 (C) 1.5V 碱性电池，电池寿命20小时
工作溫度： -10°C 至 +80°C
工作频率 定位精度 深度测量精度
8.4kHz和33.725kHz (PDF)或者32.768kHz (SDS) 深度的±5%。 10米(32英尺)深度的±5%，35米(100英尺)下降为深度的±10%。
深度范围 远程导向范围
0.2米 - 35 米 (1 - 100 英尺). 数据探头深度3-5米(9 -16英尺) = 导向范围 25米 (82英尺) 数据探头深度5-25米(16-82英尺) = 导向范围<25米 (82英尺)
非开挖水平定向钻进导向系统
RD385、领航者(iTrack)
RD385系统对定向钻孔设备的工作起辅助作用
系统组成
RD385接收机
手持式接收机，能接收来自数据探头的各种信息，包括探头的转角、倾角、深度、位 置、电池状况以及温度等。它也可以作为管线定位仪使用。
RD385同步显示器（选件）
远程显示器，能显示来自接收机的转角、倾角和深度等各种信息。该监视器安置在钻机 处，为钻机的操纵提供信息。
标准配置：
10米探头一个 接收机一台 数据监视器一台
可选配置：
15米探头 RD4000 T3发射机
英国雷迪公司在RD385、RD386导向仪的基础上研发出抗干扰能力更 强、导向精度更高的（iTrack)领航者-非开挖水平定向钻进导向系统
坚固的ABS外壳设计
大屏幕显示
接收机
使用自动 追踪箭头可 以快速而精 确地定位， 消除“次峰” 信号引起的误 定位。当接收机 处于探头正上方 时，将自动显示探 头的深度。
罗盘自动指 示钻头方向
转角和倾角的实时显示提高 水平定向钻进的速度和精度。
• 内置钻孔数据记录存储器 • 探头高温和电池低电量告警 • 自动追踪箭头 • 显示钻头的倾角 • 罗盘指示钻头方向 • 探头实时传送转角和倾角信号给
接收机和同步显示器 • 兼容英国雷迪公司SDS短距离探头
和PDF数据探头
收机技术规格
远程导向发光二极管指示 实时显示数据探头信息
四个箭头精确 指示探头位置
系统组成
• iTrack接收机 • iTrack 数据显示器 • 有线控制单元 • 短距离数据探棒(SDS) • 精确双频率探棒(PDF) • 充电电池单元 • 备用电池(需要3个) • 钻探数据软件
接收机
孔中频率切换和先进 的抗干扰技术大大提 高水平定向钻进的精 度。
导向范围随数据探头深度的增大而线性地减小。
可见指示
液晶显示屏在不同的屏幕上提供下面的指示：
数据探头转角 数据探头倾角
数据探头深度 前/后箭头
左/右箭头 罗盘(到数据探头)
工作频率
接收机电池状况
数据探头温度 数据探头电池状况
信号强度(手动模式)
声音指示
从防水的扬声器输出的声音信号。
探测天线 增益控制
1个垂直天线，安装在电路板上；1个水平天线，安装在电路板上。 2个水平天线，排成一条直线，间距60厘米，安装在伸出的双臂上。 自动增益控制.
RD385数据探头
数据探头安装在钻头前端，其中包含测量倾角、转角、探头温度以及电池状况的传感 器。
RD385接收机技术规格
外型结构：
结构
外壳采用防水、高防撞的热塑性塑胶制成
坚 固 性 可抵制1米高坠地撞击
尺寸
60.5 x 29 x 13.5 厘米
包裝尺寸 63.5 x 35.5 x 14.6 厘米
重量
操作范围：150 米
显示信息： 液晶显示屏显示下列信息
数据探头 － 转角、傾角、深度、高溫、停泊与低电池量显示 数据显示器 －低电池量、接收信号差显示
电 池： 4 x LR14 (C) 1.5V 碱性电池，电池寿命80 小时@20° C / 50 小时（当使用背灯） 工作溫度：-20°C 至 +50°C
RD385 数据探头技术规格
型 号：
10/ND2415-BK 10米 黑色探头 10/ND2415-R 15米 红色探头 10/ND1579 纤巧型探头 10/ND1579-P 纤巧型(高压)探头 10/ND1579-3 纤巧型探头 + 能源节约无停泊功能 10/ND1579-P3 纤巧型(高压)探头 + 能源节约无停泊功能
增益控制： 转动式增益控制键
电 池： 12 x LR6 (AA) 1.5V 碱性电池，电池寿命30 小时(20° C 间歇性使用)
工作温度： -20°C 至 +50°C
RD385 数据显示器技术规格
外型结构：
訝构 底座 尺寸 包裝尺寸 重量 运输重量
聚碳酸酯密封、钢制保护罩、耐风雨 NEMA 3R 备磁性或托架底座 23 x 17.3 x 16.4 厘米 29 x 25 x 22 厘米 2.7 公斤 3.5 公斤
壳体材料 高强度热塑性塑料，防水性能符合 NEMA 3R和IP54 标准(从底
机械强度 外形尺寸
部到主机壳符合IP67标准)。 可以抵抗从1米(3 英尺)高跌落水泥地面。
100 x 65 x 30 厘米 (39.3 x 25.5 x 12 英寸)。
运输箱尺寸 重量 运输重量
123 x 39 x 27 厘米 (48.4 x 15.4 x 10.6 英寸)。 4.5 公斤 (9.9 磅)。 7 公斤 (15.4 磅)。