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水平定向鉆進(jìn)技術(shù)是 將石油工業(yè)的定向鉆進(jìn)技術(shù)和傳統(tǒng)的管線施工方法結(jié)合在一起的一項(xiàng)施工新技術(shù),它具有施工速度 快、施工精度高、成本低等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于供水、煤氣、電力、電訊、天然氣、石油等管線鋪設(shè)施工 工程中。水平定向鉆進(jìn)設(shè)備,在十幾年間也獲得了飛速發(fā)展,成為發(fā)達(dá)國(guó)家中新興的產(chǎn)業(yè)。其發(fā) 展趨勢(shì)正朝著大型化和微型化、適應(yīng)硬巖作業(yè)、自備式錨固系統(tǒng)、鉆桿自動(dòng)堆放與提取、鉆桿連接自 動(dòng)潤(rùn)滑、防觸電系統(tǒng)等自動(dòng)化作業(yè)功能、超深度導(dǎo)向監(jiān)控、應(yīng)用范圍廣等特征發(fā)展。該種設(shè)備一般適 用于管徑φ300~φ1200mm的鋼管、PE管,最大鋪管長(zhǎng)度可達(dá)1500m,適應(yīng)于軟土到硬巖多種土壤條件,應(yīng)用前景廣闊。

1、定向鉆穿越施工具有不會(huì)阻礙交通,不會(huì)破壞綠地,植被,不會(huì)影響商店,醫(yī)院,學(xué)校和居民的正常生活和工作秩序,解決了傳統(tǒng)開(kāi)挖施工對(duì)居民生活的干擾,對(duì)交通,環(huán)境,周邊建筑物基礎(chǔ)的破壞和不良影響。

2、現(xiàn)代化的穿越設(shè)備的穿越精度高,易于調(diào)整敷設(shè)方向和埋深,管線弧形敷設(shè)距離長(zhǎng),完全可以滿足設(shè)計(jì)要求埋深,并且可以使管線繞過(guò)地下的障礙物。

3、城市管網(wǎng)埋深一般達(dá)到三米以下,穿越河流時(shí),一般埋深在河床下 9—18米,所以采用水平定向鉆機(jī)穿越,對(duì)周圍環(huán)境沒(méi)有影響,不破壞地貌和環(huán)境,適應(yīng)環(huán)保的各項(xiàng)要求。

4、采用水平定向鉆機(jī)穿越施工時(shí),沒(méi)有水上、水下作業(yè),不影響江河通航,不損壞江河兩側(cè)堤壩及河床結(jié)構(gòu),施工不受季節(jié)限制,具有施工周期短人員少、成功率高施工安全可靠等特點(diǎn)。

5、與其它施工方法比較,進(jìn)出場(chǎng)地速度快,施工場(chǎng)地可以靈活調(diào)整,尤其在城市施工時(shí)可以充分顯示出其優(yōu)越性,并且施工占地少工程造價(jià)低, 施工速度快。

6、大型河流穿越時(shí),由于管線埋在地層以下 9—18米,地層內(nèi)部的氧及其他腐蝕性物質(zhì)很少,所以起到自然防腐和保溫的功用,可以保證管線運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。

7、預(yù)擴(kuò)孔,是在地質(zhì)情況和地下管線探測(cè)或勘測(cè)清楚的情況下逐級(jí)按照管徑大小的1.3~1.5倍把孔回?cái)U(kuò)到預(yù)期直徑的大小。

1、由于水平定向鉆施工是一項(xiàng)新的生產(chǎn)工藝技術(shù),我國(guó)尚無(wú)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工驗(yàn)收規(guī)范,造成對(duì)工程設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的把控沒(méi)有官方依據(jù)。一旦發(fā)生質(zhì)量事故,對(duì)責(zé)任方的認(rèn)定也造成一定難度。

2、由于采用定向擴(kuò)孔拖拉,施工結(jié)束時(shí),管材與回?cái)U(kuò)孔之間的空隙處理,不能像開(kāi)槽敷設(shè)施工那樣進(jìn)行回填夯實(shí)。因此,對(duì)管材沉降要求比較高的工程在實(shí)際使用中存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。

各種規(guī)格的水平定向鉆機(jī)都是由鉆機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及輔助機(jī)具組成,它們的結(jié)構(gòu)及功能介紹如下：

1、鉆機(jī)系統(tǒng)：是穿越設(shè)備鉆進(jìn)作業(yè)及回拖作業(yè)的主體,它由鉆機(jī)主機(jī)、轉(zhuǎn)盤等組成,鉆機(jī)主機(jī)放置在鉆機(jī)架上,用以完成鉆進(jìn)作業(yè)和回拖作業(yè)。轉(zhuǎn)盤裝在鉆機(jī)主機(jī)前端,連接鉆桿,并通過(guò)改變轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向和輸出轉(zhuǎn)速及扭矩大小,達(dá)到不同作業(yè)狀態(tài)的要求。

2、動(dòng)力系統(tǒng)：由液壓動(dòng)力源和發(fā)電機(jī)組成動(dòng)力源是為鉆機(jī)系統(tǒng)提供高壓液壓油作為鉆機(jī)的動(dòng)力,發(fā)電機(jī)為配套的電氣設(shè)備及施工現(xiàn)場(chǎng)照明提供電力。

3、控向系統(tǒng)：控向系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和控制鉆頭在地下的具體位置和其它參數(shù),引導(dǎo)鉆頭正確鉆進(jìn)的方向性工具,由于有該系統(tǒng)的控制,鉆頭才能按設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn),現(xiàn)經(jīng)常采用的有手提無(wú)線式和有線式兩種形式的控向系統(tǒng)。

4、泥漿系統(tǒng)：泥漿系統(tǒng)由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成,為鉆機(jī)系統(tǒng)提供適合鉆進(jìn)工況的泥漿。

5、鉆具及輔助機(jī)具：是鉆機(jī)鉆進(jìn)中鉆孔和擴(kuò)孔時(shí)所使用的各種機(jī)具。鉆具主要有適合各種地質(zhì)的鉆桿,鉆頭、泥漿馬達(dá)、擴(kuò)孔器,切割刀等機(jī)具。輔助機(jī)具包括卡環(huán)、旋轉(zhuǎn)活接頭和各種管徑的拖拉頭。