定向钻扩孔器
非开挖回扩器及联动配件连接方式示意图：
1、钻杆?
2、八方连接杆?
3、背母?
4、八方套?
5、扩孔器?
6、公拉头
7、销轴? 8、螺母? 9、分动器?10、销轴?11、螺母?12、公拉头?13、钻杆
选配回扩器：
回扩器有切削式、挤压式、流道式、筒式、岩石扩孔器等不同种类回扩钻头，用户可根据不同地质结构选用适合的扩孔器。
也可以根据地质工况，以不同回扩器回拖多次，实现孔道达到设计要求。
切扩齿选用特殊的合金，抗冲击耐磨性好，采用分体水道设计，使筒内不进泥浆，大大减少回拖时的回扩器重量，降低钻机负荷，根据不同施工工况可更换不同口径的喷水口。
挤扩式回扩器：
分动器一体回扩器：
筒式回扩器：
流道式（铸件）回扩器：
切削式回扩器：
岩石扩孔器：。
定向钻穿越扩孔中泥抱钻和台阶问题的解决措施
定向钻穿越扩孔中泥抱钻和台阶问题的解决措施1王跃军中国石油管道局工程有限公司第四分公司, 河北廊坊, 065000摘要：在软硬交替的地层中，极易发生泥抱钻和扩孔时产生台阶的现象。
采取正确的应对措施，解决了泥抱钻和台阶问题，保持孔洞通畅，这样就给下道工序—管道回拖，打下了坚实的基础。
关键词：定向钻; 泥抱钻; 台阶; 中心定位器; 加强级钻杆定向钻穿越施工，由于不可控因素众多，地下情况复杂，施工难度大，风险高。
在软硬交替的地层中，极易发生泥抱钻和扩孔时产生台阶的现象。
一旦发生，会出现中心定位器和牙轮钻头被岩屑包裹而导致无效切削，使单根钻杆扩孔用时大幅度增加，同时会产生台阶。
如果解决不了，轻则会使本次扩孔失败，更换钻具再次扩孔；重则会出现塌孔，导致孔洞作废，要重新选择地点再次穿越；会造成直接的经济损失和工期延误。
如果采取正确的应对措施，解决了泥抱钻和台阶问题，保持孔洞通畅，这样就给下道工序--管道回拖，打下了坚实的基础。
在西二线广南支干线芦苞涌定向钻穿越施工中，该技术得到了充分的应用。
作者简介：王跃军，高级工程师，研究方向定向钻进技术，邮箱：cy-wyj@。
2019年8月 第4期 No.4 Aug.,2019《非开挖技术》杂志社TRENCHLESS TECHNOLOGY MAGAZINE1.工程简介西二线广南支干线芦苞涌定向钻穿越位于广东省佛山市三水区芦苞镇，穿越包含2条管道，分别为输气管道Φ1016×21mm，硅管套管Φ114×6.0mm，穿越工程等级为大型，穿越实长为874m，穿越地层主要为泥质砂岩与粉质粘土互层。
泥质砂岩属于中等硬度岩石，比花岗岩软，但是在施工中产生的岩屑和粉质粘土混合极易对大口径钻具产生泥抱钻现象，而使扩孔器在中心定位器后面发生无效切削的现象。
在芦苞涌定向钻穿越施工到最后一级54〃扩孔时就发生了此现象。
图1 定向钻穿越施工断面图2.施工难点分析芦苞涌定向钻穿越在完成前五级扩孔后，当最后一级（第六级）54〃扩孔到300米时，突然发现扭矩增大卡钻频繁，单根钻杆的扩孔用时剧增到220分钟，比原位置第五级扩孔的单根钻杆用时100分钟提高了一倍以上，当机组向项目部汇报此情况后，项目经理牵头到施工现场实地查看，经过机组技术人员和项目部技术人员共同分3.解决策略由于单根钻杆扩孔时间很长，开始分析为钻头磨损加上岩屑堆积和泥抱钻现象，采取退出中心定位器和岩石扩孔器，用筒式扩孔器洗孔，将堆积的岩屑趟平，尽可能的携带出来。
水平定向钻用岩石扩孔器的选择及操作控制技术
层水 平 定 向钻 穿越 市场 相对 较 小 等原 因 ． 产 品性 其
能 和结 构 设计 等 方 面 亦 有 待 于在 实 践 中进 一 步 探 索和 提高 。
２ 典 型岩 石 扩 孔 器 的结 构 特 点 和 适 应 性 分 析
水 平定 向钻岩 石扩孔 器按 其结构 不 同可分为 滚 刀 型岩石 扩孔 器 、低扭 矩 型岩石 扩孔器 和对 开式式 岩石 扩孔 器三 大类 。
开式 岩 石 扩 孑 器 ． Ｉ 开式 岩石 扩 孑 器 和 ＨＤＸ Ｌ ＴＣ 对 Ｌ
对 开式岩 石扩孑 器 三大类 Ｌ
２３１ Ｔ 对 开 式 岩 石 扩 孔 器 ．． Ｍ
孔 时 扩孔器 产生 的扭矩值 ． 扩孔 的效 率及经 济性 。 另
外． 扩孔 过程对 导 向孔还具 有一 定的修 正作 用 ． 如果 导 向孔 只具有小 角度 的弯 曲 ．经过 选用 适 当的扩孔 器． 通过 扩孔工 序能 达到较 理想 的圆滑 孔 。 如在软 例 硬 不均 的地层 ． 扩孔器 易偏 向软地层 ． 即偏 向阻力最 小方向． 长时 间使 用会 造成 扩孔器 的损 坏 ． 因此 遇到 此类 情况 应合理选 择 扩孔器 的类 型 在 实践 中应根 据 岩层情 况 、 穿越 设 备 能力 、 孔 的直 径 、 扩 穿越 长 度
陈 雪华 刘 伟
（ 东 管道 工 程 有 限公 司 ， 苏 徐 州 ２ １０ ） 华 江 ２０ ８
摘
要 ： 者 结 合 水 平 定 向钻 穿 越 的实 践 ． 典 型 岩石 扩 孔 器 ， 滚 刀 型 岩 石 扩孔 器 、 扭 矩 岩 石 扩 孔 器 、 开 作 对 如 低 对
式 岩 石 扩孔 器 的结 构 特 点 和 适 应 性 进 行 了分 析 ． 出 了水 平 定 向钻 要 根 据 穿 越 地层 的类 型选 择 岩 石 扩 孔 器 的 提
定向钻管道穿越施工工艺
定向钻主要用于穿越河流、湖泊、铁路、公路和山体或建（构）筑物等障碍物，敷设大口径、长距离的石油和天然气管道。
定向钻施工时，按设计的钻孔轨迹，采用定向钻进技术先开一个导向孔，随后在钻杆端部换接大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待敷设管线进行扩孔和管道回拖。
在扩孔回拖的同时，将待敷设的管线拉入导向孔，完成敷管作业。
有时根据钻机的型号和待敷设管线的直径大小，可先进行一次或多次扩孔后再回拖已试压、检漏合格的管段。
定向钻进过程中，多数工作是通过回转钻杆来完成的，选择钻机的扭矩与轴向给进力和回拖力同样重要。
定向钻法是一种经济实用，可以做到管道埋深达到安全可靠目的的敷管方法，宜作为管道穿越的第一优选方法。
定向钻的优点为：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。
定向钻的不足之处在于对施工场地要求较高，在砾石层中施工比较困难，一般不适用于成孔困难的地层。
第一节定向钻敷管穿越011）施工占地（1）定向钻施工占地包括钻机场地、管线场地、蓄水池及泥浆池占地、管线焊接占地。
（2）钻机安装场地的大小根据钻机型号而定。
泥浆池和蓄水池占地根据管径的大小、场地及地质情况而定，尽量节约用地。
（3）在出土点一端，应根据管道中心轴线、占地宽度和长度（为穿越设计曲线管道长度加50m），本着节约用地的原则，放出管道场地、泥浆池占地及管道焊接占地边界线，并标出拖管车出入场地的路线和地点。
（4）管道预制应在穿越中心线上。
如地形不允许，从出土点起200m后方可弯曲，弯曲半径应不小于1500D（D为管子结构外径尺寸）。
2）施工准备施工准备的工作内容为：修筑施工便道、平整场地、仪器设备的检查维护、施工辅助用料的准备和钻机锚固系统的建立等。
（1）修筑施工便道：根据穿越地点的地理环境，在施工场地（入土点与出土点）与公路主干线之间修筑施工便道。
施工便道的承载能力应不低于最重车辆或设备的重量，并在适当位置找一开阔地平整压实，以方便车辆调头进入钻机场地。
定向钻施工法
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定向钻施工法
定向钻施工法也称为往复式潜钻施工法， 简称ＨＤＤ（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｉｒｅ ｃｔｉｏｎａｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ）。它是 指无法以传统开挖、推进的方式及作业人员无法 进入工作区，须用机械方法来进行钻掘、排土、 清渣及方向控制，并同时在扩孔后将各种管材埋 入地下的施工方法。
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在穿越河流、湖泊时，由于地面行 走困难或钻孔深度太深，电磁波信号难 以接收，这时就必须使用有线导向系统， 发射器通过钻杆后接电缆把信号传给操 作台。由于电缆必须由人工通过钻杆一 根根搭接起来，因此有线导向仪的使用 相当耗费时间。
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对不同土层，应选用不同的钻头。在 较软的黏土中，一般选用较大尺寸的钻头， 便于在推进过程改变方向。在较硬的钙质 层中，选用较小的钻头。若在硬岩钻进， 则要选用特殊的钻头，如镶焊小尺寸硬质 合金钻头。
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扩孔器种类繁多，不同的扩孔器 适用不同土层。如：凹槽状扩孔器适 用于沙地和含有岩石的紧密沙地，而 在黏性高的黏土中运行则容易变成球 状；杆状扩孔器适用于硬土层、黏土 层，但无法在岩石层或卵石地层有效 运行。
另外，泥浆在钻孔内凝固后可以起到稳 定孔壁的作用。
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五、智能辅助系统
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钻机的智能辅助系统近几年发展很快。在 预先输入地下管线的走向及障碍物位置、钻杆 类型、钻进深度、进出口位置、管道允许弯曲 半径等参数后，钻进软件可以自动设计出一条 最理想的路径，包括入土角、出土角、每根钻 杆的具体位置等，在实际工程中可以根据实际 情况调整。
水平定向钻进铺管施工方法及施工工艺方案
水平定向钻进铺管施工方法及施工工艺方案1、施工工艺流程2、施工主要工序技术2.1、地层勘探及地下管线探测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。
可采用查资料、开挖和钻探方法获取。
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。
一般采用物探法，按其定位原理分为：电磁法、直流电法、磁法、地震波法和红外辐射法等。
2.2、钻进轨迹的规划与设计导向孔轨迹设计是否合理对管线施工能否成功至关重要。
钻孔轨迹的设计主要是根据工程要求、地层条件、地形特征、地下障碍物的具体位置、钻杆的入出土角度、钻杆允许的曲率半径、钻头的变向能力、导向监控能力和被铺设管线的性能等，给出最佳钻孔路线。
目前我单位有制造商提供钻机轨迹规划设计软件，通过采集所需的全部信息，利用计算机进行最优化钻孔轨迹。
大大提高了轨迹的科学性和施工效率。
2.3、配制钻液钻液在施工中起着非常重要的作用。
钻液是指在钻进施工中用来与钻孔过程中切削下来的土（或沙石）屑混合，悬浮并将这些混合物排出钻孔的一种液体，而泥浆则是钻液与钻孔中钻屑的混合物。
钻液具有冷却钻头（冷却和保护其内部传感器）、润滑钻具，更重要的是可以悬浮和携带钻屑，使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外，既为回拖管线提供足够的环形空间，又可减少回拖管线的重量和阻力。
残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
在不同的地质条件下，需要不同成份的钻液。
钻液由水、膨润土和聚合物组成。
施工中用水做钻液的主要成份，膨润土和聚合物用做钻液添加剂。
钻液的品质越好与钻屑混合越适当，所制造的泥浆的流动性和悬浮性越好，回扩成孔的效果越理想，成功的概率越大。
本工程施工中施工人员配制适合地层性能的钻液，在类似工程中我们已能够熟练正确使用钻液。
特别是当施工中遇到不同地层时，能及时调整钻液的性能以适应工程要求。
定向钻方法
1概述水平定向钻敷管技术是一种现代非开挖敷设管道的施工新技术, 主要用于各种管道穿越河流、公路、铁路等障碍物。
水平定向钻的基本原理是: 按预先设定的轨迹钻一个小直径导向孔, 随后在导向孔出口端的钻杆头部安装扩孔器回拉扩孔, 当扩孔达到要求后, 在扩孔器的后端连接旋转接头、拉管头和管道, 回拉敷设地下管道。
下面对燃气管道水平定向钻穿越设计进行探讨。
2应遵守的主要规范《城镇燃气设计规范》( GB 50028—2006)；《城镇燃气输配工程施工及验收规范》( C JJ 33—2005)；《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分: A 级钢管》( GB /T 9711. 1—1997)；《输气管道设计规范》 ( GB 50251—2003)；《输油输气管道工程线路工程施工及验收规范》 ( SY 0401—1998)；《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分: B 级钢管》( GB /T 9711. 2—1997)；《聚乙烯燃气管道工程技术规程》( CJJ63—95)；《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范穿越工程》 ( SY /T 0015. 1—98)；《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》( SY /T 4079—1998)；《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》( SY /T 0413—2002)；《涂装前钢材表面预处理规范》 ( SY /T0407—97)；《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范! ( GB 50236∀ 98)。
3工程测量、地质钻探的要求3. 1工程测量单位应提供的资料平面地形图( 1：500或1：1 000)；断面图(竖向1：100或1：200, 纵向1：500或1,1 000)；地下管道的物探资料, 物探结果要求反映到断面图上。
一般要求物探的范围是穿越管段四周50~ 100 m范围。
地下管道物探主要了解有关地下已有管道和其他埋设物的位置, 为设计钻进轨迹提供依据。
定向钻施工法
二、设备组成
钻机 钻机可大致分为两类：地表发射的和坑内发射的。地表发射钻机通常为履带式，可依靠自己的动力自行走进入工地。铺设新管时它们不需要发射坑和接受坑，但管线 连接时仍需要开挖。如果要求在地下相同深度连接其它管线，则可能会造成新管的开头几米废弃。坑内发射钻机在钻孔的两端都需要挖坑，但可在空间受限的地方操 作。一些设计更紧凑的钻机的发射坑，可只比接管所需的坑稍大一点就行。钻杆单根的长度受坑的尺寸限制，这可能对铺设速度和钻杆成本造成影响。坑内发射钻机 固定在发射坑中，利用坑的前、后壁承受给进力和回拉力。地表发射钻机有几种桩定方式将钻机锚固在地上，性能完善的钻机桩定系统可以是液压驱动的。一些地表 发射钻机是整装式的，载有钻进液用搅拌池和泵，以及动力辅助装置、阀和控制系统；也有采用搅拌池和泵等设备分离配置的。钻进液通过钻杆柱内孔泵送到钻头， 再从钻杆与孔壁的环空内返回，并把破碎下来的钻屑携带至过滤系统进行分离和再循环。尤其是地表发射钻机，配置有一个钻杆自动装卸系统，定长的钻杆装在一个 '传送盘'上，随钻进或回扩的过程而自动从钻杆柱上加、减钻杆，这种操作与一个自动的螺纹拧紧和卸开装置配合进行。由于钻杆自动装卸系统加快施工速度、提 高施工安全和减小劳动强度，因而应用日益普遍，即使在小型钻机上也是如此。根据钻进地层的类型，选择定向钻机的能力可有很大不同。通常，均质粘土地层最容 易钻进；砂土层要难一些，尤其是其位于地下水位之下或没有自稳能力时；砾石层中钻进会加速钻头的磨损。不带冲击作用或泥浆马达的标准型钻机，一般不适用钻 进岩石或坚硬夹层，因为一旦遇到此类障碍物，钻头会无法进尺或偏离设计轨迹。
水平定向钻施工工艺
水平定向钻施工工艺
定向钻的施工方法一般分为两种：
一种是采用导向孔装置，将钻头导向到预定的位置进行施工。
通常情况下，采用第二种方法进行施工的工程较多。
1.导向孔
导向孔是定向钻施工中的一个关键工序，直接影响着后续扩
孔和回拖管线的质量。
因此，在进行导向孔施工时，应严格控制
导向钻进速度、压力、温度、流量及钻杆转速等参数。
导向孔的
一般施工工艺：①测量钻孔位置，确定钻孔方向；②布置钻孔顺序；③安装扩孔器、钻杆和导向钻具；④加载钻机使钻头进入预
定位置；⑤控制回拖速度，达到预定轨迹。
2.扩孔器
扩孔器是定向钻的核心部件，其作用是扩大钻头在地下的工
作空间。
根据扩孔方式的不同，扩孔器分为：螺旋扩孔、螺旋加
压扩孔和泥浆扩孔三种形式。
螺旋扩孔器由钻杆、钻杆接头和钻杆中心轴组成，在钻进过
程中，通过钻杆中心轴带动钻杆接头旋转，使钻杆中心轴在扩孔
器管体中形成一个螺旋形。
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水平定向钻钻孔扩孔的意思
水平定向钻钻孔扩孔的意思
水平定向钻（HDD）是一种用于在地下进行钻探和扩孔的技术。
它通常用于在不破坏地面表面的情况下，在地下埋设管道或电缆。
水平定向钻通常用于需要穿越道路、河流、铁路或其他障碍物的情况下。
钻孔扩孔是水平定向钻的一个步骤，它指的是通过钻头在地下形成一个孔，并随后扩大这个孔的直径。
这个过程可以用于安装管道或电缆，或者为其他工程目的。
在进行水平定向钻钻孔扩孔时，需要考虑地下的地质条件、地下管线和其他障碍物的位置，以及所需的孔径和深度。
工程师和技术人员会通过地质勘探和现场测量来确定最佳的钻孔位置和扩孔方式，以确保工程的顺利进行和安全完成。
此外，钻孔扩孔的过程还涉及选择合适的钻头和钻具，以及控制钻进速度和扩孔力度，以确保孔径的准确性和一致性。
最终的目标是在地下形成一个符合要求的孔洞，以便进行下一步的管道或电缆安装工作。
总的来说，水平定向钻钻孔扩孔是一项复杂的地下工程技术，它在地下工程和基础设施建设中发挥着重要作用，为各种项目的顺利实施提供了技术支持和保障。
水平定向钻施工技术
水平定向钻施工技术1. 水平定向钻施工水平定向钻基本原理：按预先设定轨迹钻一个小直径导向孔，在导向孔出口端钻杆头部安装扩孔器回拉扩孔，当扩孔达要求后在扩孔器后端连接旋转接头、拉管头和管道，回拉敷设地下管道。
此技术广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设中，适用于沙土、粘土、卵石等地况，我国大部分非硬岩地区都可施工。
工作环境温度为-15C〜+45C。
1.1 钻导向孔要据穿越地质情况，选择合适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实际位置，以便及时调整钻进方向，保证导向孔曲线符合设计要求，直到钻头在预定位置出土，完成整个导向孔作业。
钻机被安装在入土点一侧，从入土点开始，沿设计的线路钻一条从入土点到出土点的曲线，作预扩孔和回拖管线引导曲线。
1.2 预扩孔和回拖管线一般情况使用小型钻机时，直经大于200 毫米时要进行予扩孔，使用大型钻机时，当产品管线直径大于Dn350mm寸需进行预扩孔，预扩孔直径和次数，视具体钻机型号和地质情况而定。
回拖管线时先将扩孔工具和管线连接好，再开始回拖，并由钻机转盘带动钻杆旋转后退进行扩孔回拖，产品管线在回拖中不旋转，因扩好孔中充满泥浆，所以产品管线在扩好孔中处于悬浮状态，管壁四周与孔洞间由泥浆润滑，这样即减少回拖阻力，又保护管线防腐层，经钻机多次预扩孔，最终成孔直径一般比管子直径大200mm所以不会损伤防腐层。
在钻导向孔阶段，钻出的孔常小于回拖管线直径，为使钻孔径达到回拖管线直径1.3〜1.5倍，需用扩孔器从出土点开始向入土点将导向孔扩大至要求直径。
地下孔经预扩孔达到回拖要求后，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. 水平定向钻施工特点2.1 定向钻穿越施工不会阻碍交通，不会破坏绿地，植被，不会影响商店，医院，学校和居民正常生活。