定向鉆穿越工藝講解

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1、（1）定向鉆機的構(gòu)造和工作原理在管線入土點附件安設(shè)一臺定向鉆機，該鉆機用地錨固定，鉆機長15～20m，在其鋼制底盤的左半部安一可以調(diào)整傾斜角度的井架，右半部設(shè)有柴油機、液壓泵、壓力油箱、泥漿泵、控制室、變壓器、發(fā)電機等設(shè)備。柴油機帶動一臺液壓油泵和一臺發(fā)電機。液壓油泵為所有液壓馬達提供動力，從而控制井架的升降、卡盤的移動、帶動泥漿泵和鉆機配套的液壓起重機。發(fā)電機提供現(xiàn)場照明、水泵的用電。（2）主要配套設(shè)備定向鉆穿越河流設(shè)備除主機即定向鉆外，為了完成全部施工作業(yè)，尚需一些配套設(shè)備。主要是供水系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)和現(xiàn)場施工所必須的施工機具。1）液壓起重

2、機液壓起重機主要供起下鉆時吊鉆桿和套管用，因此起重量很小，設(shè)備做得很輕巧，類似我們國家的少先式起重機，設(shè)備上裝置全部靠液壓油泵提供的液壓動力而工作。2）泥漿罐該設(shè)備全長10m，寬3m，高2m。它是泥漿罐和工具間合二為一的設(shè)施，其中泥漿罐約占總長2/3，工具間約占總長1/3，泥漿罐的前部安裝供水管、閥、泵、泥漿進出管路、加干料的漏斗等設(shè)施。3）液壓單斗挖掘機現(xiàn)場配單斗挖掘機一臺，供挖地錨坑、接頭管溝和吊裝。4）推土機施工現(xiàn)場設(shè)推土機一臺，供平整場地和拖拉重物使用。5）火、電焊兩用機施工現(xiàn)場有一臺體形很?。s長2m，寬1m）的火、電焊兩用機，供施

3、工中使用。6）鉆桿和套管鉆桿長10m，直徑76.2m，套管長10m，直徑為127mm或152.4mm。其數(shù)量按穿越長度而定，堆放在鉆機旁邊的場地上。（3）定向鉆的控制系統(tǒng)定向鉆的控制系統(tǒng)是由若干控制儀表和電子計算機、電視機組成的，這是定向鉆的神經(jīng)中樞，測向儀表和造斜工具裝在鉆頭后面的鉆桿中，反映鉆進方向的參數(shù)，由微波傳給控制室的計算機控制機構(gòu)，鉆進方向由電視屏幕上顯示出來。（4）主要施工程序定向鉆穿越河流技術(shù)是油田定向鉆井和鐵路、公路的橫鉆孔機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項河流穿越技術(shù)，它的施工程序是：先用定向鉆機鉆一導(dǎo)向孔，當鉆頭和套管在對岸出土后

4、，撤出鉆桿，在套管出土端連接擴孔器和穿越管段，在擴孔器轉(zhuǎn)動擴孔的同時，鉆臺上的活動卡盤向上移動，拉動擴孔器和穿越管段前進，逐漸穿越管段就被敷設(shè)在擴大了的孔中。平整場地放線設(shè)備運輸安裝鉆導(dǎo)向孔卸鉆桿設(shè)備運輸安裝鉆導(dǎo)向孔安擴孔器擴孔牽引管線設(shè)備拆除恢復(fù)地貌（5）定向鉆穿越河流施工作業(yè)原理和方法1）鉆導(dǎo)向孔的原理和作業(yè)方法在采用定向鉆穿越河流施工中，鉆導(dǎo)向孔是關(guān)鍵問題，其原理是泥漿通過鉆桿前的渦輪鉆頭破土鉆進，泥漿從鉆桿和套管間隙返回（鉆桿為203.2mm，套管127～152.4mm，長均為10m），具體操作要點如下：1、采用液壓吊桿將鉆桿吊上鉆臺

5、，并固定在能在鉆臺上移動的活動卡盤上，前端和鉆頭連接后端與泥漿管路連通，開動泥漿泵后，泥漿推動渦輪鉆向前鉆，卡盤與鉆頭同步向前移動。2、當活動片盤移至鉆前部的固定卡具時，卸開鉆桿接頭向后移動活動卡盤，能放下一根鉆桿時，吊上另一根鉆桿，進行接加鉆桿，接頭安裝卸開均靠前端卡具固定鉆桿，活動卡盤正反轉(zhuǎn)完成，然后斷續(xù)鉆進。3、在鉆進到一定進尺時需加套管，其方法是用活動卡盤向前推進套管，套管前端保持距鉆頭20m，因為距鉆頭20m范圍內(nèi)為去磁段。如遇復(fù)雜地層可鉆進一根鉆桿加一根套管。4、入土角、出土角的確定和鉆進曲線的形成。入土角12～20度為宜，出土角

6、4～30度為宜，入土角和出土角確定后，在曲線上確定若干點，并確定各點x、y、z三維坐標。此坐標返到控制盤上，由控制各點坐標使鉆頭按設(shè)計曲線前進。2）擴孔的原理和作業(yè)方法A．擴孔器擴孔和牽引管線同時進行，擴孔器上端管段用絲扣和套管相連，由套管供給泥漿（此時鉆桿撤出）推動擴孔器轉(zhuǎn)動，同時鉆臺上活動卡盤向后移動，拉動擴孔器前進，并牽引穿越管段前進直到鋪設(shè)完畢。B．操作方法（A）當鉆頭和套管對岸出土后撤出鉆桿，將擴孔器前端絲扣和套管相連，后端抽承和油管相連（擴孔器尺寸一般比穿越管道尺寸大一號，例如φ600穿越管段應(yīng)采用φ700的擴孔器）（B）注入泥漿

7、推動擴孔器，此泥漿不回收，用量約為：φ377，1.59m3/min；φ7203.54m3/min。移動鉆臺上活動卡盤，拉動擴孔器和穿越管段前進。3）定向鉆穿越河流的方向控制定向鉆穿越河流的方向控制系指方向測定、造斜和糾偏，通過這三項措施，使鉆頭按特定的方向前進，形成一條曲線，該曲線有兩種形式：一種是當河面較寬時其穿越曲線由三條直線和兩段圓弧組成，如圖形39.2-15所示。設(shè)計曲線的曲率半徑R的圓弧與直線AE、EB及CF、FD相切與點A、B、C、D，在弧線和直線切點處更換造斜工具即可形成曲線。另一種是對窄而深的河流整個穿越管段是一條曲線，這種情

8、況應(yīng)在曲線上確定若干點的坐標，是鉆頭按這些點前進形成所要的曲線如圖39.2-16。A．方向測定。再設(shè)計曲線上確定若干點，按設(shè)計曲線算出各點的空間坐標（X、Y、Z）輸