水平定向钻进和导向钻进施工法

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水平定向钻施工技术-顶管施工技术介绍

水平定向钻施工技术-顶管施工技术介绍

水平定向钻施工技术-顶管施工技术介绍水平定向钻施工技术介绍“水平定向钻”是在不开挖地表面的条件下,采用定向钻机铺设各种地下公用管道设施的一种非开挖施工工艺,它广泛应用于供水、电力、通讯、燃气、石油、污水管道等管线铺设施工中,它适用于沙土、粘土、卵石(含量较少)等地况。

它具有施工速度快、施工精度高、成本低等优点。

水平定向钻进设备一般适用于管径φ1200mm以内的的钢管和PE 管,目前最大铺管长度达到3302米。

(2016年中国石油天然气集团公司管道局穿越公司创下的世界纪录:5月21日,在靖江-江阴段长江河床下通过的水平定向钻管道穿越工程顺利完成,该管道直径711毫米,全长3302米,用于输送天然气)(公司目前完成的最长穿越为花都机场航煤DN406+DN110钢管,穿越长度为700米)一、定向钻进的工艺流程水平定向钻机进行管线穿越施工顺序为:地质勘探及管线探测、设计钻孔导向轨迹、导向施工、回拉扩孔(同时进行管道焊接)、管道回拖。

1、地质勘探:主要是通过地质钻探了解地质分布情况,形成地质勘查报告,为施工提供参考依据。

地质钻探现场钻探取样2、地下管线探测:主要是通过采用管线探测仪了解地下已有管线埋设的位置和深度等信息,为设计导向钻进轨迹提供依据。

雷迪8100管线探测仪管线探测仪地下管线探测3、导向施工:利用造斜原理,在地面导向仪引导下,按预先设计的铺管线路,由钻机驱动带导向钻头的钻杆,从入钻点至出钻点钻一个与设计轨迹尽量吻合的导向孔。

水平定向钻钻机(钻通25T)月蚀导向仪普通导向钻头岩石钻三牙轮钻头4、回扩施工:一般采用逐级扩孔,将钻孔扩大到管道回拖所需孔径,回扩终孔直径一般为回拖管道外包直径的1.2~1.5倍。

挤压式扩孔器(普通)三牙轮扩孔器(岩石)5、管道焊接:PE管通常采用热熔对接焊机将管道焊接成型,钢管则采用电焊焊接管道。

热熔对接焊机PE管道焊接钢管焊接。

水平定向钻施工方案完整版

水平定向钻施工方案完整版
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。
泥浆配制
由于穿越经过地层主要是圆砾、卵石、花岗岩、板岩。对泥浆的要求比较高,为克服对付这种不利因素,我们将采取以下措施:
1)水源采取就近从河道中取水,用水泵输送至水罐内,在水罐中沉淀、过滤后配浆。
2)按照实验室确定好的泥浆配比用膨润土加上泥浆添加剂,配出适合不同地层要求的泥浆。
3)为了确保泥浆的性能,使膨润土有足够的水化时间,增加泥浆储存罐和泥浆快速水化装置。
水平定向ห้องสมุดไป่ตู้施工方案
水平定向钻施工方案
1.施工设备:
水平定向钻机、钻杆、发电机、泥浆泵、水罐车、硼润土
2.穿越施工流程
测量放线→钻机场地布置→钻机安装调试→钻导向孔→扩孔→洗孔→回拖→清理场地
3.测量放线
根据设计交底(桩)与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线,确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。
5.水平定向钻施工的特点:
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。

水平定向钻工艺流程和操作步骤

水平定向钻工艺流程和操作步骤

水平定向钻工艺流程和操作步骤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,可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。

(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)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)。

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。

(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)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(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)4工作场地布置1、钻机一侧——钻机施工场地至少需要30m宽,长45m的面积。

定向钻施工工艺

定向钻施工工艺

定向(dìnɡ xiànɡ)钻施工工艺1、水平(shuǐpíng)定向钻穿越施工工艺:使用水平定向钻机进行(jìnxíng)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(dǎo xiànɡ)孔;第二阶段是将导向(dǎo xiànɡ)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,选择适宜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,经过钻机屡次预扩孔,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(jiēduàn),钻出的孔往往小于回拖管线的直径,为了,需要用扩孔(kuò kǒnɡ)器从出土点开始向入土点将导向孔扩大至要求的直径。

定向钻施工工艺

定向钻施工工艺

定向钻施工工艺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,一般分为二个时期:第一时期是按照设计曲曲折折线尽可能正确的钻一个导向孔;第二时期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:要依据穿越的地质情况,选择适宜的钻头和导向板或地下泥浆马达,开动泥浆泵对准进土点进行钻进,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曲折折线符合设计要求,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。

钻机被安装在进土点一侧,从进土点开始,沿着设计好的线路,钻一条从进土点到出土点的曲曲折折线,作为预扩孔和回拖管线的引导曲曲折折线。

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,由于扩好的孔中布满泥浆,因此产品管线在扩好的孔中是处于悬浮状态,管壁四面与孔洞之间由泥浆润滑,如此即减少了回拖阻力,又保卫了管线防腐层,通过钻机屡次预扩孔,最终成孔直径一般比管子直径大200mm,因此可不能损伤防腐层。

见示意图二:预扩孔和示意图三:回拖管线。

在钻导向孔时期,钻出的孔往往小于回拖管线的直径,为了,需要用扩孔器从出土点开始向进土点将导向孔扩大至要求的直径。

地下孔通过预扩孔,到达了回拖要求之后,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进土点为止。

(整理)水平定向钻进和导向钻进施工法

(整理)水平定向钻进和导向钻进施工法

水平定向钻进和导向钻进施工法水平定向钻进施工法最初是从事又钻进技术引入的,主要用于穿越河流、湖泊、建筑物等障碍物,铺设大口径、长距离的石油和天然气管道。

定向钻进施工时,按设计的钻孔轨迹,于扩空钻头的代铺设管线,在回拉扩空的同时,将待铺设的管线拉入钻孔,完成铺管作业。

有时根据钻机的能力和待铺设管线的直径大小,可先专门进行一次或多次扩孔后再回拉管线。

在定向钻中,大多数工作是通过回转钻杆柱来完成的,钻机的扭矩与轴向给进力和回拉力同样重要。

水平定向钻进铺管在美国使用最多。

美国按照钻机铺设管线的直径和长度能力,将用于非开挖铺管的定向钻机分为三类,即小型(Mini)、中型(Midi)和大型(Maxi)。

各类设备的能力和应用范围见表4-1。

大致和定向钻进相同,即先钻一个小口径的先导孔,随后边扩孔边回拉铺设地下管线。

由于小型钻机的钻孔轨迹量测、控制技术与大中型钻机的不一样。

因此,国际上通用的分类方法将采用小型定向钻及施工的方法称之为“导向钻进”。

“导向钻进”一般是指用于铺设小治警、长度较短的管线;而将采用大中型定向钻及施工的方法称之为“定向钻进”。

对于大型工程,直径较大(有些直径大于1m)的管线施工则属于“定向钻进”这一范畴,如穿越较大的河流、运河和高速公路施工。

水平定向钻进河导向钻进技术在铺设新管线中所占有的市场比例在不断的增加。

最近几年,设备的能力得到了改进,非开挖铺设新馆显得有点也越来越被广泛地重视。

非开挖施工除了明显的环境上的优点外,导向钻进的相对成本在许多应用场合也讲到开挖施工的成本一下,即是忽略干扰交通等社会成本也是如此。

水平定向钻和导向钻进的优点为:对地表的干扰较小;施工速度快;可控制铺管方向,施工精度高。

定向钻进的不足之处在于对施工场地要求较大,在非粘性土层和砾石层中施工比较困难,一般是用于不含大卵石的各种地层,包括含水地层。

导向钻进不适用于砂层和砾石层,一般适用于软土层;由于受到探测器的探测深度的限制,导向钻进的深度有限。

水平定向钻进拉管施工工法

水平定向钻进拉管施工工法

水平定向钻进拉管施工工法工法编号:FJGFEJ14-20111 前言随着我国经济持续稳定地增长,城市化进程得进一步加快,我国地下管线得需求量也在逐年增加。

加之现代文明意识与环保意识得逐渐加强,开挖路面进行地下管线施工导至得社会问题、交通问题与环境污染问题已越来越受到人们得关注,城市限制开挖施工得法规将陆续出台。

非开挖技术地下管线施工具有不污染环境,不影响交通,施工周期短,综合成本低等优点。

在地下管线施工中获得广泛应用。

作为非开挖技术之一得水平定向钻进拉管施工,近几年来取得长足发展,在城市地下管网施工中得到越来越多得应用。

在福建省泉州晋江市乌边港截污管道工程等地下管网施工中,采用该工法取得明显得社会与经济效益。

2 特点2.0.1施工工艺简单,可操作性强,容易组织实施;通过对现场勘察,设计好穿越线路,连接钻头与管道,钻机就位,即可开始施工。

2.0.2不污染环境,不影响交通,对地层地面破坏小,能满足城市地下管网施工高环保得要求。

2.0.3成本低,社会效益与经济效益显著,可减少开挖行政审批,便于施工组织,综合成本低。

2.0.4安全性好,由于采用拉管施工,施工人员操作均在地面上进行,避免了深基坑作业等不良施工条件得影响,提高安全系数。

2.0.5管道连接质量好,因管道连接均在地面上进行,单段管道连接合格后一次拉管铺成,提高了管道连接质量。

2.0.6施工周期短,与传统“挖槽埋管法”相比,大大缩短了施工周期,无须运输与堆放土,只须运输少量泥浆。

3 适用范围3.0.1本工法适用于市政给水排水施工。

3.0.2本工法就是一种非开挖铺管技术,适用于穿越河流、湖泊、建筑等障碍得管道铺设以及不适合开挖得城市市政地下管网施工。

3.0.3适用于不含大卵石得各种地层,包括含水地层,不适用于砾石层,一般用于软土层。

3.0.4适用管材为钢管与PE管,管径为200—1200mm,管线长最大可达1500m。

3.0.5因受到探测器得探测深度限制,导向钻进深度最大15m。

水平定向钻进拉管施工工法

水平定向钻进拉管施工工法

水平定向钻进拉管施工工法工法编号:FJGFEJ14-20111 前言随着我国经济持续稳定地增长,城市化进程的进一步加快,我国地下管线的需求量也在逐年增加。

加之现代文明意识和环保意识的逐渐加强,开挖路面进行地下管线施工导至的社会问题、交通问题和环境污染问题已越来越受到人们的关注,城市限制开挖施工的法规将陆续出台。

非开挖技术地下管线施工具有不污染环境,不影响交通,施工周期短,综合成本低等优点。

在地下管线施工中获得广泛应用。

作为非开挖技术之一的水平定向钻进拉管施工,近几年来取得长足发展,在城市地下管网施工中得到越来越多的应用。

在福建省泉州晋江市乌边港截污管道工程等地下管网施工中,采用该工法取得明显的社会和经济效益。

2 特点2.0.1施工工艺简单,可操作性强,容易组织实施;通过对现场勘察,设计好穿越线路,连接钻头和管道,钻机就位,即可开始施工。

2.0.2不污染环境,不影响交通,对地层地面破坏小,能满足城市地下管网施工高环保的要求。

2.0.3成本低,社会效益与经济效益显著,可减少开挖行政审批,便于施工组织,综合成本低。

2.0.4安全性好,由于采用拉管施工,施工人员操作均在地面上进行,避免了深基坑作业等不良施工条件的影响,提高安全系数。

2.0.5管道连接质量好,因管道连接均在地面上进行,单段管道连接合格后一次拉管铺成,提高了管道连接质量。

2.0.6施工周期短,与传统“挖槽埋管法”相比,大大缩短了施工周期,无须运输和堆放土,只须运输少量泥浆。

3 适用范围3.0.1本工法适用于市政给水排水施工。

3.0.2本工法是一种非开挖铺管技术,适用于穿越河流、湖泊、建筑等障碍的管道铺设以及不适合开挖的城市市政地下管网施工。

3.0.3适用于不含大卵石的各种地层,包括含水地层,不适用于砾石层,一般用于软土层。

3.0.4适用管材为钢管和PE管,管径为200—1200mm,管线长最大可达1500m。

3.0.5因受到探测器的探测深度限制,导向钻进深度最大15m。

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水平定向钻进和导向钻进施工法水平定向钻进施工法最初是从石油钻进技术引入的,主要用于穿越河流、湖泊、建筑物等障碍物,铺设大口径、长距离的石油和天然气管道。

定向钻进施工时,按设计的钻孔轨迹,采用定向钻进技术先施工一个导向孔,随后在钻杆柱端部换接大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待铺设管线,在回拉扩孔的同时,将待铺设的管线拉入钻孔,完成铺管作业。

有时根据钻机的能力和待铺设管线的直径大小,可先专门进行一次或多次扩孔后再回拉管线。

在定向钻进中,大多数工作是通过回转钻杆柱来完成的,钻机的扭矩与轴向给进力和回拉力同样重要。

水平定向钻进铺管在美国使用最多。

美国按照钻机铺设管线的直径和长度能力,将用于非开挖铺管的定向钻机分为三类,即小型(Mini)、中型(Midi)和大型(Maxi)。

水平定向钻进和导向钻进之间并没有严格的界限。

导向钻进技术的基本原理大致和定向钻进相同,即先钻一个小口径的先导孔,随后边扩孔边回拉铺设地下管线。

由于小型定向钻机采用的钻孔轨迹量测、控制技术与大中型钻机的不一样。

因此,国际上通用的分类方法是将采用小型定向钻机施工的方法称之为“导向钻进”。

“导向钻进”一般是指用于铺设小直径、长度较短的管线;而将采用大中型定向钻机施工的方法称之为“定向钻进”。

对于大型工程,直径较大(有些直径大于1m)的管线施工则属于“定向钻进”这一范畴,如穿越较大的河流、运河和高速公路施工。

水平定向钻进和导向钻进技术在铺设新管线中所占有的市场比例在不断地增加。

最近几年,设备的能力得到了改进,非开挖铺设新管线的优点也越来越被广泛地重视。

非开挖施工除了明显的环境上的优点外,导向钻进的相对成本在许多应用场合也降到开挖施工的成本以下,即使忽略干扰交通等社会成本也是如此。

水平定向和导向钻进的优点为:对地表的干扰较小;施工速度快;可控制铺管方向,施工精度高。

定向钻进的不足之处在于对施工场地要求较大,在非黏性土层和砾石层中施工比较困难,一般适用于不含大卵石的各种地层,包括含水地层。

导向钻进不适用于砂层和砾石层,一般适用于软土层;由于受到探测器的探测深度的限制,导向钻进的深度有限。

导(定)向钻进设备导(定)向钻进设备主要包括用于管线探测的仪器和导(定)向钻机。

一、导向仪导向仪是导向钻进技术的关键配件之一,它用来随钻测量深度、顶角、工具面向角、温度等基本参数,并将这些参数值直观地提供给钻机操作者,其性能是保证铺管施工质量的重要前提。

目前,导向仪有手持式、有缆式和无缆式三大类。

1.手持式导向仪手持式导向仪主要由三部分组成:孔内探头、手持式接收机和同步显示器。

测量深度是手持式探测仪的重要功能之一。

为适应市场的需要,许多公司将仪器的测深能力由6m提高到10~20m,见表4-2。

另外,测量顶角、工具面向角的方式从原来的定点显示改为连续显示,顶角的增量改为1%,这样一来使操作者可以更加方便、准确地控制钻孔的方向。

大深度手持式导向仪表4-2公司名称型号测深英国雷迪公司RD385,RD386(DrillTrack) 4~20美国DCI公司DigiTrak MarkⅢ,Ⅳ,Ⅴ,Eclipse5~21 美国Ditch Witch公司Subsite 75R/T,66TKR,750R/T 3~30美国McLaughlin公司Spot D Tek Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ3~152.有缆式导向仅随着导向钻进铺管技术应用领域的不断扩大,手持式导向仪在许多场合显示出不足,如在繁忙的街道下穿越铺管时,手持式导向仪显得不太方便,易产生交通事故;穿越河流时,手持式导向仪需要船只配合,问题较多。

另外,手持式导向仪的测深能力往往不能满足使用需求。

这些因素促成有缆式导向仪在导向钻进中得到应用。

目前有两种有缆式导向仪:一是类似石油定向钻进使用的有缆式导向仪,应用磁通门和加速度计作为基本测量元件,只是在测量深度、耐湿和耐压等性能参数方面有所简化,价格比石油钻井仪器的低。

另一种是在手持式导向仪的基础上改进而成的有缆式导向仪,它通过电缆向孔底探头提供电源,增加STS 发射功率,同时用电缆传输顶角和工具面向角等基本信息,深度还是通过手持式接受机来测定。

这种仪器的价格只是石油钻井用仪器的10%~20%。

表4-3列出的SubsitSTS属于第一种有缆仪器,另两种属于第二种有缆式导向仪。

公司型号测深能力,m 孔长范围,m Ditch Witch Subsit STS 60 450 Utilx Wireline System 25 240DCI Digi Trak 100 Cable 433.电磁通道无缆随钻测量仪有缆随钻测量系统解决了手持式导向仪存在的一些问题,但这种系统也有一些弱点:如电缆传输的信息须通过滑环导出;每接一根钻杆,就需要做一个电缆接头,操作繁琐;电缆的使用是一次性的,电缆接头多使故障概率增高。

为了解决这些问题,美国Guided Boring Systems公司和Maurer公司联合开发了以电磁波传输信息的无缆随钻测量系统Accunav。

该系统测量精度高,测量孔长可达300m,可用于小口径导向钻孔钻进,并且成本相对较低廉。

该系统也采用磁通门和加速度计作为钻孔方位角、工具面向角和顶角的测量元件。

GT-l型工程导向孔多功能无线探测仪1994年河北省地矿局利用已开发的钻孔电磁信号通道及HB—1型无线随钻自动定向仪的有关技术,吸取管道探测仪的优点,研制和试验成功了工程导向专用探测仪。

经过进一步改进,在1995年成功地研制出了工程导向多用途无线探测仪。

该仪器的主要功能有:①管线探测仪功能;②探测钻孔和管道水平投影位置和深度;③随钻定向仪功能:监测工具面向角(360‘分16等分进行监测)和倾角(30°范围按0°、±l°、±3°、±5°、±7°、±10°、>12°及<-12°分段监测);④定向指挥仪功能:向钻场监示器发送测量数据和造斜指令。

仪器由孔内仪器、地面探测仪和钻场监示器三部分组成。

(A)孔内仪器装在造斜工具和钻杆柱之间,它监测造斜工具面向角和倾角并向地面发送电磁脉冲信号。

地面探测仪接收电磁信号,根据磁场分布和衰减规律测定钻孔水平位置和距地面的深度,解调电磁脉冲以测定工具面向角和倾角。

测量结果及造斜指令由地面探测仪自动无线转发至钻场监示器。

孔内仪器由传感器、控制电路、发射电路、螺管线圈和温度传感9S组成。

孔内仪器通过传感器检测工具面向角和倾角。

经控制电路、发射电路和螺管线圈将调制过的电磁脉冲信号发送到地面。

当温度高于65℃时,控制发射电路向地面发出报警信号。

孔内仪器由R2025锂电池供电,更换一次电池可连续工作24小时以上。

孔内仪器外径74mNl,总长550mm,并有足够的强度、赖压和抗震能力,可以用于高压水力钻进和空气潜孔锤钻进。

(B)地面探测仪由水平和垂直线圈组、滤波放大电路、解码电路、编码转发电路、80C31单片机、装合差预置器、声响器和显示器组成。

其工作过程是:电磁信号由水平和垂直线圈组接收,经滤波放大电路滤波放大,经解码电路后,再经80C31单片机处理,由显示器显示磁场相对强度、钻孔深度、工具面向角和倾角。

为了消除装合差的影响,设有装合差预置器,以使显示器显示真实的工具面向角。

声响器用于报警和提示信号强度。

编码转发电路用于转发参数的指令。

地面探测仪由蓄电池供电。

地面探测仪的控制和计算核心是80C31单片机。

显示器为48×256点阵式液晶显示器,用数码和图形显示各项测量结果及仪器的工作状态,并用汉字提示各项操作。

地面探测仪设有4个频道:50~1000 Hz ;10~20kHz ;8kHz ;32kHz 。

仪器可用于连续信号或脉冲信号的无源探测和有源探测。

(C)钻场监视器由接收解码电路、显示电路和电源组成。

电视内容包括工具面向角、倾角;显示指令包括停钻测量、稳斜钻进、纠斜钻进和造斜钻进。

指令中还包括造斜方向和造斜强度。

工人可据此控制钻进过程。

二、GBS 导向钻进系统GBS 系统是目前国际上比较流行的用于非开挖工程上的定向制导钻进系统。

在这里将主要介绍国土资源部勘探技术研究所生产的GBS 系列非开挖导向钻机。

1.GBS 钻机型号说明GBS 代表的是导向钻进系统(含钻具、仪器),XX 代表的是钻机的回拉能力。

目前,该系列钻机已有GBS-7、GBS-10、GBS-12、GBS-20和GBS-35型钻机。

2.GBS-10钻机的特点本钻机由轮式钻机和拖挂式动力站两部分组成,两者由10m 长液力管线连接。

采用油缸一链条行程倍增给进机构,以实现长行程的钻进和回拉。

①动力头设有卸扣自行浮动机构,以减少对钻杆丝扣的磨损,操作简便可靠。

②给进机构设有回拉链条平衡器,改善承载条件。

③随机液压管线集中于防护套内,提高了管线的使用寿命。

④方便的角度调节油缸,配有角度指示器,调节快速,一目了然。

⑤为了使钻机施工中稳固,设计有两种形式的地锚,以适应不同地层的需要。

⑥采用前、后夹持器和卸扣机构,实现机械拧卸钻具,减轻了劳动强度。

⑦选择高速柴油机做自带动力,现场施工方便。

⑧全液压驱动,集中控制,操作方便。

3.GBS —10钻机的主要技术参数 (1)钻孔直径及穿越长度 导向孔(mm):Φ76最大反扩孔径(mm):Φ355穿越长度(m /mm):300/Φ108钢管(黏土层) (2)钻具导孔钻头(mm):Φ76最大扩孔钻头(1Tlm):Φ355 钻杆(mm):Φ50×5×2 500钻机回拖能力(t)导向钻进系统(含钻具、仪器)G B S —X X弯曲半径(m):30(3)动力传动(见表4-4)输入输出三联齿轮泵高压水泵组皮带轮传动输入转速,r/min 2700输出GPC4-40泵接单片多路换向阀进油口1460 r/min G5-20泵接两片多路换向阀进油口G5-5泵接五片多路换向阀进油口(4)变速箱(见表4-5)变速箱参数表表4-5 档次一档二档三档转速 3.115 1.772 1.000输出端至高压水泵469 824 1460(5)动力头(见表4-6)转速及扭矩表(柴油机2700r/min)表4-6 工作油缸及档次G5-20 GPC4-40 GPC4-40、G5-20 输出端ⅠⅡⅢ转速,r/min 43 90 130扭矩,N·m 10MPa 1600 14MPa 2400(6)给进机构该钻机采用油缸-链条行程倍增给进机构。

其行程为2.8m;给进能力为45kN(16MPa);回拉能力100kN(21MPa)。

(7)高压水泵(见表4-7)高压水泵参数表表4-7 型号3D1-SZ输入转速,r/min 1460 824 469排量,L/min 40 25 14压力,MPa 18(8)液压油泵(见表4-8)液压水泵参数表表4-7 型号GPC4-40-1(E1)F3-G5-20-5-S-20-R-CH名称三联齿轮泵分泵GPC4-40 G5-20 G%-5 排量,L/min 42 19.9 5.2压力,MPa 25 20 20(9)液压马达型号:BM-F1250H1;排量为l 249 mL/r;扭矩为2 400 N·m;压力为14 MPa;转速130r/min 。

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