水平定向钻穿越施工工艺
水平定向钻施工工艺

水平定向钻施工工艺水平定向钻进技术又称HDD技术(Horizontal Directional Drilling),是近年发展起来的一项高新技术,是石油钻探技术的延伸。
主要用于穿越道路、河流、建筑物等障碍物,它与传统大开挖埋管施工方式相比,具有施工速度快、精度高、成本低等优点,广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线铺设工程中。
一、施工工艺简介水平定向钻机由钻机系统、动力系统、导向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成。
使用水平定向钻机进行管道穿越施工,首先按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔,然后将导向孔进行来回扩孔,扩孔完成后将待铺管材沿着扩大了的导向孔进行拖拉,最终完成管线穿越工作,具体工艺如下图所示。
水平定向钻穿越施工需要两个分离的工作场地:钻机设备场地(钻进入土点工作区)和管线预制场地(钻孔出土点工作区)。
每个场地的主要施工工序如下:钻机设备场地:测量放线一三通一平一钻机设备进场一钻机组装调试一控向系统调试一钻导向孔一预扩孔一回拖一设备退场一恢复地貌。
管线预制场地:测量放线一三通一平一设备进场一运管布管一组装焊接等一设备退场一恢复地貌。
二、水平定向钻施工的优、缺点及适用范围(一)水平定向钻施工的优点1 .采用定向钻穿越施工时,地上功能能够正常使用。
例如穿越公路、铁路时,可不阻断交通;穿越河流时,可保证河流畅通,不阻断通航、排洪。
2.由于采用了非开挖施工,减少了大量工程土的开挖、运输和堆放,有利于环境保护。
同时,也相应的减少了基础埋设、地面恢复等的费用。
3.施工周期短、作业安全迅速、综合成本低,社会效益显著。
在开挖施工无法进行或不允许开挖施工的场合,可用定向钻从其下方穿越。
在城市建设高速发展的今天,避免重复开挖、修复所造成的道路拉链工程,具有较高的社会及经济效益。
(二)水平定向钻施工的缺点1 .由于水平定向钻施工是一项新的生产工艺技术,目前我国尚无统一的技术标准和施工验收规范,造成对工程设计、施工质量的把控没有官方依据。
水平定向钻施工工艺

水平定向钻施工工艺水平定向钻进技术又称HDD技术(Horizontal Directional Drilling),是近年发展起来的一项高新技术,是石油钻探技术的延伸。
主要用于穿越道路、河流、建筑物等障碍物,它与传统大开挖埋管施工方式相比,具有施工速度快、精度高、成本低等优点,广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线铺设工程中。
一、施工工艺简介水平定向钻机由钻机系统、动力系统、导向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成。
使用水平定向钻机进行管道穿越施工,首先按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔,然后将导向孔进行来回扩孔,扩孔完成后将待铺管材沿着扩大了的导向孔进行拖拉,最终完成管线穿越工作,具体工艺如下图所示。
水平定向钻穿越施工需要两个分离的工作场地:钻机设备场地(钻进入土点工作区)和管线预制场地(钻孔出土点工作区)。
每个场地的主要施工工序如下:钻机设备场地:测量放线→三通一平→钻机设备进场→钻机组装调试→控向系统调试→钻导向孔→预扩孔→回拖→设备退场→恢复地貌。
管线预制场地:测量放线→三通一平→设备进场→运管布管→组装焊接等→设备退场→恢复地貌。
二、水平定向钻施工的优、缺点及适用范围(一)水平定向钻施工的优点1.采用定向钻穿越施工时,地上功能能够正常使用。
例如穿越公路、铁路时,可不阻断交通;穿越河流时,可保证河流畅通,不阻断通航、排洪。
2.由于采用了非开挖施工,减少了大量工程土的开挖、运输和堆放,有利于环境保护。
同时,也相应的减少了基础埋设、地面恢复等的费用。
3.施工周期短、作业安全迅速、综合成本低,社会效益显著。
在开挖施工无法进行或不允许开挖施工的场合,可用定向钻从其下方穿越。
在城市建设高速发展的今天,避免重复开挖、修复所造成的道路拉链工程,具有较高的社会及经济效益。
(二)水平定向钻施工的缺点1.由于水平定向钻施工是一项新的生产工艺技术,目前我国尚无统一的技术标准和施工验收规范,造成对工程设计、施工质量的把控没有官方依据。
22水平定向钻穿越施工通用工艺

压力管道安装通用工艺文件水平定向钻穿越施工通用工艺HNYJ PQC 22-2010 1合用范围合用于岩石、砂土、粉土、粘性地质条件的水平定向钻穿越工程。
2引用标准《油气输送管道穿越施工查收规范》 GB50424-2007《油气长输管道工程施工及查收规范》 GB50369-2006《石油建设工程质量查验评定标准管道工程穿超越工程》 SY/T4104-19953一般要求穿越作业应向当地河流/公路/铁路管理部门申请并经同意后方准实行。
穿越作业应编制专项HSE 举措方案。
穿越施工时应设置施工警示标记,夜间设警示灯。
定向钻穿越应知足以下规定:穿越深度规定:1)穿越河流等水域时,穿越管段管顶埋深应在河流最在冲洗线2.5m 以下,且穿越管段管顶距河床底部的最小距离应大于穿越管径的10~15 倍,且不小于6m。
对防洪等级高的河流,应依据不一样的地质类型,适合增添穿越深度。
2)穿越公路 /铁路时,穿越管段管顶埋深应切合公路 /铁路等有关部门的有关规定。
与建筑物、地下管线的距离规定:1)与建筑物基础的水平净距不得小于设计规定;2)与现有地下管线水平铺设时,Φ200mm 以上的管线,净距应为最大扩孔径的 2 倍以上;Φ200mm 以下的管线,净距不得小于;3) 从现有地下管线上部交错铺设时,垂直净距应大于;4)从现有地下管线下部交错铺设时,垂直净距应切合以下要求:粘性土地层应大于扩孔直径的 1 倍;粉土地层应大于扩孔直径的 1.5 倍;砂土地层应大于扩孔直径的 2 倍;小直径管道(Φ<110mm)垂直净距不得小于。
定向钻出、入土角及穿越曲率半径规定:1)穿越施工时出、入土角大小应依据地质、地形条件和穿越管段的材质、管径来确定。
入土角度一般为8°~ 20°,出土角一般为4°~12°。
2)水平定向钻穿越的曲率半径应切合设计要求。
曲率半径不宜小于 1500D,最小不得小于 1200D。
水平定向钻管道穿越技术规程

水平定向钻管道穿越技术规程水平定向钻是一种新型的、以管道穿越为主要应用领域的建筑节能环保技术,其通过将管道钻掘在地下,避免了对地表进行大规模破坏,有效地保护了环境。
下面是水平定向钻管道穿越技术规程的主要内容。
一、工程前期准备1、确定施工范围。
2、勘察地质、水文条件以及周边环境。
3、根据工程要求、勘察结果等编制技术方案、施工图。
二、设备准备1、水平定向钻机。
2、输送泥浆的真空液压泥浆泵、深层泵、泥浆罐、分离器等设备。
3、电缆、管道、管件等辅助材料和工具。
三、施工过程1、现场搭设和调试钻机现场搭设水平方向钻的架子,注意架子应平坦,作业场地不应有杂物。
作业地点同属于公共部门,施工前需通过相关部门审核,并在现场设置相应的警示标识,确保公共区域的安全。
在搭设好钻机架子后,进行机器的组装和调试。
按照钻孔方向确定好钻机架子,将钻管手动插入地下,调整管头直至能正确地嵌套在摆钩上。
安装钻头和滚齿,调整钻头方向和角度。
2、泥浆循环系统的通路安装泥浆循环系统是水平定向钻机的关键组成部分,主要作用是为钻头提供润滑、冷却和协助钻头把土层中的泥浆吸出。
为了保证钻井施工的质量和安全,循环泥浆的质量和性能非常重要。
在施工现场,应合理设置泥浆循环系统,并按规范执行相关程序,确保泥浆质量、循环性能和作业安全。
3、掌管下钻进程的管理使用水平定向钻工作期间要保持适当的运作速率,以便获取预期结果。
进程(包括长度和方向)应在记录中查看和慎重调整,以保持施工在规划参数内的范围内。
如果方向、长度或坡度数据超出预期范围,操作员必须立即采取必要措施并停机检查并排除故障。
4、完整管路的钻掘和安装在控制和管理好下钻进程后,开始完整管路的钻掘和安装。
施工过程中应定期检查管线安装的质量和工艺状况,特别要注意各种管道的连接方式,确保施工的可靠性和高品质的工程建设。
四、工程竣工及验收水平定向钻工程竣工后,需进行现场检查。
验收人员要检查现场是否有残留材料和其他安全隐患,对故障进行整理和纠正。
机场穿越跑道水平定向钻穿越施工工法(2)

机场穿越跑道水平定向钻穿越施工工法机场穿越跑道水平定向钻穿越施工工法一、前言机场建设中,往往需要跨越跑道进行穿越施工,如通风管道、电缆管道等。
为了减少对机场起降航班的干扰和影响,采用机场穿越跑道水平定向钻穿越施工工法成为一种有效的解决方案。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例进行详细介绍。
二、工法特点机场穿越跑道水平定向钻穿越施工工法的主要特点如下:1. 无需破坏跑道,对起降航班影响小;2. 施工过程中不需要开挖坑道,减少土方开挖量;3. 施工进度快,施工工期短;4. 施工质量稳定可靠。
三、适应范围机场穿越跑道水平定向钻穿越施工工法适用于以下场景:1. 穿越跑道的通风管道、电缆管道等施工;2. 对跑道下方市政管线进行改迁;3. 无法通过其他方式进行施工的情况。
四、工艺原理机场穿越跑道水平定向钻穿越施工工法的工艺原理主要是利用水平定向钻杆进行穿越施工。
工艺流程如下:1. 钻探定向:利用钻杆进行水平定向钻孔,以确定穿越施工的方向和位置。
2. 动力推进:通过钻杆推进施工机具,逐渐推进至跑道下方。
3. 土层加固:根据土壤类型选择合适的加固材料,将其注入钻孔中,加固土层。
4. 孔隧修复:完成穿越施工后,对钻孔进行修复封堵,保证施工后的安全性和可靠性。
五、施工工艺1. 钻探定向: a. 确定施工方向和跑道位置。
b. 钻孔测量并标记。
c. 长钻孔:通过钻杆进行钻探定向,达到预定的施工方向和位置。
2. 动力推进: a. 安装推进机具和钻杆。
b. 推进施工机具。
c. 连续监测推进深度和位置。
3. 土层加固: a. 根据土壤类型选择适宜的加固材料。
b. 将加固材料注入钻孔中,加固土层。
c. 检测加固效果。
4. 孔隧修复: a. 清理钻孔内残留物。
b. 封堵钻孔,确保施工后的安全性和可靠性。
六、劳动组织针对机场穿越跑道水平定向钻穿越施工工法,应进行合理的劳动组织,包括施工人员的分工、配备和培训;工艺流程的合理安排和执行;监测人员的配置以及施工进度的控制。
论地下供水管道水平定向钻进穿越施工技术要点

论地下供水管道水平定向钻进穿越施工技术要点摘要:在城市化发展的关键阶段,我国城市道路系统越来越完善,城市道路交通也变得日益繁忙,在进行管道铺设期间,如果使用路面开挖法,则有可能对周边的环境以及城市的道路交通带来一定的阻碍以及消极影响,如果使用水平定向钻进穿越施工技术,那么这不会对路面的交通系统产生消极影响,而且也可以将环境污染降到最低程度。
最近这几年使用的非开发施工管道水平定向钻进穿越技术的应用范围非常广泛,而且它的优势在于施工周期短施工现场和灵活调整以及安全性高等等,本次课题主要针对该技术的工艺以及具体的技术要点进行探讨。
关键词:自来水管道;水平定向钻进;穿越施工一、水平定向钻进穿越施工技术我们可以将水平定向钻进专业施工工艺分为两个阶段的内容,第1个阶段的内容是按照曲线尽可能地保证水平定向导向孔具有准确性的特点。
第2个阶段是将导向孔进行扩孔工作,并且将产品管线回拖安装到导向孔当中,从而完成导线穿越的工作。
导向孔的钻进工作需要根据地质情况选择合适的钻头导向板以及地下泥浆。
预扩孔以及回拖产品管线的施工工作,同样也需要按照钻机型号以及地质情况确定。
1.钻导向孔在进行导向孔钻进的过程当中,现场工作人员需要深入了解工程现场的地质情况,并且结合地质情况选择最合适的钻孔导向板或者地下泥浆的马达,在进入到施工状态之后,对准需要钻进的入土点之后,在钻头的推动下就会将地层逐渐切开,从而保持持续前进的状态,当一根钻杆已经完全钻进之后,工作人员还需要对钻头的具体钻进位置进行测量,保证钻头钻进的方向具有正确性的特点,确保最终获取的施工结果与设计结果,相符合如此反复操作,直到钻头达到预定的位置之后,就可以停止并出土。
2.预扩孔与回拖管线在进行预扩孔和回拖管线工作时,现场工作人员均会选择小型的钻机,在这种情况下,直径超过200mm。
那么在开展预扩孔工作时就是要使用大型的钻孔机,在此情况下管道的直径超过350mm。
在进行回拖管线操作时,需要先将扩孔的工具和管线进行有效连接,需要由钻机转盘对钻杆的运动过程进行带动。
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水平定向钻穿越施工水平定向钻穿越施工简介:随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强,开挖路面进行各类地下管线施工导致的社会问题,交通问题和环境污染问题已越来越受人民的关注,城市限制开挖施工的法规将陆续出台,这里介绍的就是用来进行非开挖施工的水平定向钻穿越施工技术。
关键字:非开挖施工水平定向钻穿越随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强,开挖路面进行各类地下管线施工导致的社会问题,交通问题和环境污染问题已越来越受人民的关注,城市限制开挖施工的法规将陆续出台,这里介绍的就是用来进行非开挖施工的水平定向钻穿越施工技术。
采用水平定向钻穿越技术进行管线穿越施工,是城市市政建设和电气化管网改造,通讯光缆敷设和穿越大中小型江河,湖泊以及不可拆迁建筑物的最佳选择,是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。
近几年水平定向钻穿越技术在世界各国及各个行业得到了广泛的应用,尤其在环保和市政管网改扩建项目及大型管道穿越江河工程项目上更显出了其独特的优势,其工作过程是通过计算机控制进行导向和探测,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、水平定向钻穿越施工工艺:使用水平定向钻机进行管线穿越施工,一般分为二个阶段: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PE管道,光缆套管,钢管)沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中,完成管线穿越工作。
1.1 钻导向孔:要根据穿越的地质情况,选择合适的钻头和导向板或地下泥浆马达,开动泥浆泵对准入土点进行钻进,钻头在钻机的推力作用下由钻机驱动旋转(或使用泥浆马达带动钻头旋转)切削地层,不断前进,每钻完一根钻杆要测量一次钻头的实际位置,以便及时调整钻头的钻进方向,保证所完成的导向孔曲线符合设计要求,如此反复,直到钻头在预定位置出土,完成整个导向孔的钻孔作业。
长距离、大口径钢管水平定向 钻穿越施工工法(2)

长距离、大口径钢管水平定向钻穿越施工工法长距离、大口径钢管水平定向钻穿越施工工法是一种用于在地下建设中进行隧道通道、输水管道等工程的施工方法。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
一、前言长距离、大口径钢管水平定向钻穿越施工工法是一种先进的地下工程施工方法,它通过钢管进行水平定向钻孔,完成巨大跨度和大口径的工程建设。
二、工法特点该工法具有以下特点:节省施工时间和成本,减少对地表的破坏,适用于各类地质条件,施工过程可控性强,适用范围广,施工效率高。
三、适应范围该工法适用于建设隧道通道、地下输水管道等工程,在不同地质条件下都能发挥其优势。
四、工艺原理该工法主要利用水平定向钻穿越技术,通过钢管进行水平定向钻孔,克服地下阻力,实现施工的目标。
该工法采取多项技术措施,如导向装置、冲击钻头、钻斗等,以实现施工过程的可控性。
五、施工工艺该工法的施工过程包括勘察设计、设备安装、导向钻进、钻孔、钻杆安装、钻孔补偿、套筒安装、钢管铺设等各个阶段。
每一阶段都有具体的操作步骤和注意事项。
六、劳动组织施工过程需要合理的劳动组织安排,包括施工人员的分工、协调和指导,以确保施工进度和质量。
七、机具设备该工法需要使用导向钻具、钻杆、冲击钻头、钻斗、钢管铺设机等机具设备。
这些设备具有特殊的结构和功能,能够满足施工工艺的要求。
八、质量控制为了保证施工过程的质量,需要采取一系列质量控制措施,包括施工过程中的检测、监控和验收,以确保施工质量达到设计要求。
九、安全措施施工过程中需要注意安全事项,特别是对施工工法的安全要求。
需要采取必要的措施,如安全防护、员工培训、监测等,以降低施工中的危险因素。
十、经济技术分析根据实际工程经验和成本分析,可以对该工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析,以便进行评估和比较。
十一、工程实例通过介绍实际应用的工程案例,可以进一步验证该工法的可靠性和可行性,为读者提供工程实践的参考。
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1、水平定向钻穿越施工工艺:使用水平定向钻机进行管线穿越施工,一般分为二个阶段: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PE管道,光缆套管,钢管)沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中,完成管线穿越工作。
1.1 钻导向孔:要根据穿越的地质情况,选择合适的钻头和导向板或地下泥浆马达,开动泥浆泵对准入土点进行钻进,钻头在钻机的推力作用下由钻机驱动旋转(或使用泥浆马达带动钻头旋转)切削地层,不断前进,每钻完一根钻杆要测量一次钻头的实际位置,以便及时调整钻头的钻进方向,保证所完成的导向孔曲线符合设计要求,如此反复,直到钻头在预定位置出土,完成整个导向孔的钻孔作业。
见示意图一:钻导向孔。
钻机被安装在入土点一侧,从入土点开始,沿着设计好的线路,钻一条从入土点到出土点的曲线,作为预扩孔和回拖管线的引导曲线。
1.2 预扩孔和回拖产品管线:一般情况下,使用小型钻机时,直经大于200毫米时,就要进行予扩孔,使用大型钻机时,当产品管线直径大于Dn350mm时,就需进行预扩孔,预扩孔的直径和次数,视具体的钻机型号和地质情况而定。
回拖产品管线时,先将扩孔工具和管线连接好,然后,开始回拖作业,并由钻机转盘带动钻杆旋转后退,进行扩孔回拖,产品管线在回拖过程中是不旋转的,由于扩好的孔中充满泥浆,所以产品管线在扩好的孔中是处于悬浮状态,管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑,这样即减少了回拖阻力,又保护了管线防腐层,经过钻机多次预扩孔,最终成孔直径一般比管子直径大200mm,所以不会损伤防腐层。
见示意图二:预扩孔和示意图三:回拖管线。
在钻导向孔阶段,钻出的孔往往小于回拖管线的直径,为了使钻出的孔径达到回拖管线直径的1.3~1.5倍,需要用扩孔器从出土点开始向入土点将导向孔扩大至要求的直径。
地下孔经过预扩孔,达到了回拖要求之后,将钻杆、扩孔器、回拖活节和被安装管线依次连接好,从出土点开始,一边扩孔一边将管线回拖至入土点为止。
2、水平定向钻施工的特点:2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 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。
2.5 与其它施工方法比较,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,并且施工占地少工程造价低,施工速度快。
2.6 大型河流穿越时,由于管线埋在地层以下9—18mm,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。
3、水平定向钻机系统简介:各种规格的水平定向钻机都是由钻机系统、动力系统、控向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成,它们的结构及功能介绍如下:3.1 钻机系统:是穿越设备钻进作业及回拖作业的主体,它由钻机主机、转盘等组成,钻机主机放置在钻机架上,用以完成钻进作业和回拖作业。
转盘装在钻机主机前端,连接钻杆,并通过改变转盘转向和输出转速及扭矩大小,达到不同作业状态的要求。
3.2 动力系统:由液压动力源和发电机组成动力源是为钻机系统提供高压液压油作为钻机的动力,发电机为配套的电气设备及施工现场照明提供电力。
3.3 控向系统:控向系统是通过计算机监测和控制钻头在地下的具体位置和其它参数,引导钻头正确钻进的方向性工具,由于有该系统的控制,钻头才能按设计曲线钻进,现经常采用的有手提无线式和有线式两种形式的控向系统。
3.4 泥浆系统:泥浆系统由泥浆混合搅拌罐和泥浆泵及泥浆管路组成,为钻机系统提供适合钻进工况的泥浆。
3.5 钻具及辅助机具:是钻机钻进中钻孔和扩孔时所使用的各种机具。
钻具主要有适合各种地质的钻杆,钻头、泥浆马达、扩孔器,切割刀等机具。
辅助机具包括卡环、旋转活接头和各种管径的拖拉头。
穿越施工现场布置图1.入土点是定向钻施工的主要场所,钻机就布置在该侧,所以施工占地比较大,DD330钻机的最小占地为30×30M,当然也可以根据现场的实际情况作相应调整,DD60、DD-5的占地相应要小得多。
2.出土点一侧主要作为管道焊接场地,在出土点应有一块20×20M的场地作为预扩孔、回拖时接钻杆和安装其他设备时使用;在出土点之后有一条长度与穿越长度相等的管线焊接作业带。
穿越实例大沽沙穿越钻机场地布置1998年9月到10月之间,在天津塘沽大沽沙海河,我公司仅用45天时间完成了两条Φ219×8,一条Φ426×9,长度为960米的管道穿越。
大沽沙穿越焊接场地(只显示了两条管道)水平定向钻穿越施工工艺流程图使用水平定向钻技术穿越河流和其它障碍物的施工方法在世界范围内得到了广泛的运用。
水平定向钻穿越承包商协会认为:在工程项目招投标过程中,水平定向钻承包商应设法获取尽可能多的相关信息以提出完整并具竞争力的报价,承包商在开工前应该获得以下信息,以保证日后的工作可以顺利进行,并在此条件下完成工程项目的施工,同时足够的施工前的各类信息还可以保证施工过程更安全,减少对周围环境的破坏,使工程进行的更顺利。
一、概述A、发展与使用水平定向钻技术最早出现在70年代,是传统的公路打孔和油田定向钻井技术的结合,这已成为目前广受欢迎的施工方法,可用于输送石油、天然气、石化产品、水、污水等物质和电力、光缆各类管道的施工。
不仅应用于河流和水道的穿越,同时还广泛应用于高速公路、铁路、机场、海岸、岛屿以及密布建筑物、管道密集区等。
B、技术限制定向钻施工技术首先应用于美国海岸地区的冲积层穿越,现在已经能够开始在粗沙、卵石、冰碛和岩石地区等复杂地质条件下进行穿越施工。
最长的穿越施工已达6000英尺、管道直径为18英寸。
C、优势事实证明:水平定向钻穿越是对环境影响最小的施工方法。
这项技术同时还可以为管道提供最的保护层,并相应减少了维护费用,同时不会影响河流运输并缩短施工期,证明是目前效率最高,成本最低的穿越施工方法。
D、施工过程和技术1、导向孔:导向孔是在水平方向按预定角度并沿预定截面钻进的孔,包括一段直斜线和一段大半径弧线。
在钻导向孔的同时,承包商也许会选择并使用更大口径的钻杆(即冲洗管)来屏蔽导向钻杆。
冲洗管可以起到类似导管的作用,还可以方便导向钻杆的抽回和更换钻头等工作。
导向孔的方向控制由位于钻头后端的钻杆内的控制器(称为弯外壳)完成。
钻进过程中钻杆是不做旋转的,需要变换方向时若将弯外壳向右定位,钻进路线即向右沿平滑曲线前进。
钻孔曲线由放置在钻头后端钻杆内的电子测向仪进行测量并将测量结果传导到地面的接收仪,这些数据经过处理和计算后,以数字的形式显示在显示屏上,该电子装置主要用来监测钻杆与地球磁场的关系和倾角(钻头在地下的三维坐标),将测量到的数据与设计的数据进行对比,以便确定钻头的实际位置与设计位置的偏差,并将偏差值控制在允许的范围之内,如此循环直到钻头按照预定的导向孔曲线在预定位置出土。
2、预扩孔:导向孔完成后,要将该钻孔进行扩大到合适的直径以方便安装成品管道,此过程称为预扩孔,(依最终成孔尺寸决定扩孔次数)。
例如,如需安装36英寸管线,钻孔必须扩大到48英寸或更大。
通常,在钻机对岸将扩孔器连接到钻杆上,然后由钻机旋转回拖入导向孔,将导向孔扩大,同时要将大量的泥浆泵入钻孔,以保证钻孔的完整性和不塌方,并将切削下的岩屑带回到地面。
3、回拖管道:预扩孔完成以后,成品管道即可拖入钻孔。
管道预制应在钻机对面的一侧完成。
扩孔器一端接上钻杆另一端通过旋转接头接到成品管道上。
旋转接头可以避免成品管道跟着扩孔器旋转,以保证将其顺利拖入钻孔。
回拖由钻机完成,这一过程同样需要大量泥浆配合,回拖过程要连续进行直到扩孔器和成品管道自钻机一侧破土而出。
二、现场布局和设计A、道路施工现场两侧都需要重型设备,为缩减成本,通往两侧施工现场的道路应尽可能利用现有道路以减少新修道路距离,或利用管道线路的施工便道,所有相关道路使用权的协议都应由业主提供,在投标阶段再来讨论这些问题为时已晚。
B、工作场地1、钻机一侧——钻机施工场地至少需要30M(100FT)宽,长45M(150FT)的面积。
该面积从入土点算起,入土点应位于规定的区域内至少3M(10FT)处,同时由于许多钻机配套的设备或配件没有规定的存放地点,所以钻机一侧施工现场可由许多不规则的小块组成,以便节省占地面积,现场尽量要平整,坚硬,清洁,以便有利于进行施工。
由于穿越施工时需要大量的淡水供搅拌泥浆用,所以施工现场要尽量靠近水源或便于连接自来水管道的地方。
2、管道一侧----为便于预制成品管道,管道一侧要有足够长度的施工现场,这也是要重点考虑的事情。
现场宽度应满足管道施工的需要(一般为12----18米)。
同样在出土点一侧也需要30米(100FT)宽乘以45米(150FT)长的施工现场。
总长度以能够摆放下所预制的管道为准,(场地的总长度一般为穿越管道长度再加上30米,)在回拖前,要将管道预制完成,包括焊接,通球,试压防腐等工序,在回拖过程中,不能再进行管道的连接工作,因为回拖过程是要连续进行的,若此时进行管道连接将可能造成地下孔洞的塌方,极可能造成整个工程施工的失败。
C、施工现场勘察一旦施工地点确定,应对相应区域进行勘测并绘制详细准确的地质地貌图纸。
最终施工的精度取决于这一勘测结果的精度。
D、施工设计参数1、覆盖层厚度----考虑的因素包括所穿越河流的流量特征,季节性洪水冲刷深度,未来河道的加宽和加深,现有管道和电缆的位置等因素。
一旦确定了施工地点并完成地质调查,穿越层的厚度也就确定了,一般来说,覆盖层应至少是6米(20FT)厚。
以上仅是针对河流穿越而言的,对于其它障碍物的穿越会有另外的要求。
2、钻进角和曲率半径----在大多数穿越施工中,入土角通常选择在8--12度之间,多数施工应首先钻一段斜直线,然后再钻一段大半径曲线。
此曲线的曲率半径由成品管线的弯曲特性决定,随直径增大而增大,钢管道曲率半径的拇指法则是100FT/IN(一般取管道直径的1000—1200倍)。
斜直线将导向孔曲线按照预定的走向引导到设计的深度,然后是一段在此深度上的长长的水平直线,然后到达向上的弯曲点再到出土点。