钻孔曲线设计
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水平定向钻施工方案一、编制依据2.1工艺流程图2.2工艺流程说明2.2.1施工准备2.2.1.1现场勘查(1)现场勘查资料既是导向孔轨迹设计的重要依据也将决定施工难易程度,同时也是计算造价的基础。
主要应确定以下内容:钻孔轴线和地面走向,地面相对高度,确定导向孔造斜长度和入钻点位置,铺管长度,布管位置;钻机等设备进出场路线、道路情况以及钻机和配套设备布置所占用的场地和空间。
(2)测量施工所在地的地形地貌、地下管线走向及埋深情况,找准入钻点的准确位置。
(3)调查落实设备进场路线、钻杆倒运路线,行人来往通行规律,应采取安全措施,确保管线工程顺利施工。
(4)复查施工所在地的污水管、自来水管、高压电缆和通讯电缆位置及埋深是否和本次工程穿越的管线交叉。
2.2.1.2穿越曲线设计导向孔穿越曲线依据管材的曲率设计;钻孔长度一般以50~300m左右为一段,并根据路面及地下构筑物的情况现场调整,选择适当的出入点、入土点。
PE管线沿正在施工修筑的路边摆放、熔接。
2.2.1.3钻机设备就位前准备(1)施工设备进场前要求场地达到三通一平,确保施工设备顺利进场。
(2)对施工管线所经过的地段周围管线及障碍物进行观测,路面所有井孔都要下井查清。
(3)根据施工现场情况,确定导向孔轴线。
(4)因施工现场路面是沥青和混凝土路面,钻机地锚直接用铁桩锚固。
(5)入土端开挖2.0×1.5×1.0m的工作坑,出土端开挖4.0×2.0×1.5m的泥浆储运坑,具体位置视现场而定;如路面以下路基的构成为不宜穿越的砂砾石层,则工作坑须适当地延长并加深,以使入出土点及穿越曲线能够在土层中。
(6)为避免由于泥浆流量太大,对周围环境造成影响,施工中要及时清理泥浆。
钻机设备就位前准备2.2.1.4场地准备(1)施工设备进场前要求场地达到三通一平,确保施工设备顺利进场。
(2)对施工管线所经过的地段周围管线及障碍物进行观测,路面所有井孔都要下井查清。
高压输气管道水平定向钻穿越工程设计摘要:目前常用的非开挖穿越方式有水平定向钻穿越、盾构穿越、顶管穿越等[1]。
本文以某条输气管道穿越南水北调水利工程为例,通过比较几种常用的穿越方式的优缺点,结合工程实际情况,介绍了水平定向钻的穿越方案设计,为今后类似的工程设计提供了借鉴经验。
关键词:输气管道定向钻穿越轨迹设计计算校核0前言随着能源结构的调整,天然气在国家能源结构中的比例不断提高。
在当前,天然气输送管道建设正在如火如荼的进行。
由于大部分输气管道位于野外场所,所经地区地理位置复杂,通常需要穿越湖泊、河流、铁路、高速公路、建筑物等各种障碍物。
在遇到障碍物或重要设施,需要采用穿、跨越方式规划、设计管道,而穿越通常更有利于管道长期安全稳定隐蔽美观运行,且在河流湖泊等跨越距离较长区域,穿越成为必然选择。
根据工程实际情况,综合选择穿越方案、合理设计穿越方案就显得尤为重要。
1穿越方案比选输气管道穿越障碍物可以采取开挖和非开挖两种方式,非开挖方式主要有水平定向钻穿越、盾构穿越、顶管穿越等。
盾构穿越是一种全机械化施工方法,具有工艺安全、高效、无公害的特点,使用条件广泛,但是施工周期长,费用较高。
顶管穿越不需要开挖面层,适合穿越土质较软的地层,受顶进力和钢管强度、刚度的限制,穿越长度一般不宜太长。
定向钻在非开挖领域中占主导地位,是发展最快的成熟的新技术,与其他穿越方式相比较有以下优点:(1)对地面的干扰很小,对周围环境没有影响,不破坏地貌和环境。
即使是在河床冲刷严重、水流湍急、截流或围堰存在的情况下,技术也可以确保管道埋设在稳定层以下,适应环保的各项要求[2];(2)施工期间需要的工作人员少,施工占地少,所消耗的工程造价低,施工安全可靠,成功率比较高。
不必考虑水流速度和深度,也不会受到汛期影响;(3)较易于调整施工过程中实际的敷设方向和埋深,更适用于管线弧形敷设距离长等各项要求[3]。
由于水平定向钻具有其穿越方案难以比拟的优点,因此在穿越湖泊、河流、铁路等障碍物时往往成为工程设计的首选方案。
XXXXXX电力管道顶管工程施工方案xxxxxxxxxxxxxxx2018年4月19日XXXXXX电力管道工程定向牵引管施工方案一、工程概况本工程为电力管道工程,采用微控导向牵引法施工。
管材:工程质量:合格工程量:364m二、编制依据1、现场调查情况2、地址勘探资料3、施工图三、工期计划总工期为20天,(雨天和特殊情况除外)四、施工方案根据现场勘查工程位置、土质、管径等选定(32)型非开挖铺管钻机为本工程水平导向钻机机型,GDIDERV定向钻进导向系统为本次工程的导向系统。
1、施工方案( 1 ) (见图)(2)钻孔曲线设计根据土质情况,施工场地的条件、钻杆的最小曲率半径,设计钻孔曲线(定向钻进铺管示意图)。
(3)测量定位根据设计资料,对所有导线点和水准点进行复测,根据结果进行管道的放样,原地面的测量。
用白灰标出管道轴线位置,对将要敷设管线所在位置的断面、地面和水平面标高进行测量,并绘制出标高断面图,以便导向施工时精确控制标高。
为保证管材在车间、河床、水池下的安全性,标高根据现场的弧形必须始终保持在车间、河床、水池下底部2米以下。
(4)工作坑、接收坑工作坑根据标高深确定长和宽,接收坑为斜坡式坡度不超8度,以方便拉管。
根据对现有出入土的标高位置须作相应的调整,因为现有出入土点离河边太近落差太大,入射和出土角度太大,超过钻杆所能承受的曲率系数。
必须作适当的调整。
(5)钻机就位检查钻机是否工作正常,钻机定位应准确、水平、稳固。
(6)泥浆配置:根据工程施工现场地质勘察,本非开挖牵引管工程所涉土层以流沙为主,选择复合泥浆、膨润土加稀释剂等添加剂,通过ZT-25型非开挖铺管钻机泥浆混配系统调制均匀后备用。
(7)试钻启动钻机,钻入1---2根钻杆,检查设备仪器是否运转良好,发现问题及时处理,试钻时还应检查泥浆混配系统是否渗漏。
(8)导向钻孔根据测量的轴线,操作定向钻机水平钻进,路面上部采用GDIDERV定向钻进导向系统控制钻头的方向,严格按设计曲线形成导向孔。
水平定向钻施工方案成的明珠工业园路口至龙潭墟输水管道,西接万宝加压泵站至鳌头镇输水管道。
1.2编制依据本工程施工方案编制依据国家有关法律法规和规范标准,结合工程实际情况,制定本方案。
1.3主要工程量本工程主要工程量包括:输水管道、定向钻穿越、管道回拖等。
输水管道总长约6公里,定向钻穿越共计10处,管道回拖共计20处。
二、施工组织部署2.1施工工艺流程本工程施工工艺流程包括:测量定位放线、钻机就位和调试、钻孔导向、分级反扩成孔和管道回拖等。
2.2施工组织与管理本工程施工组织与管理包括:施工人员组织、施工现场管理、施工进度管理、施工质量管理和安全文明施工管理等。
2.3施工准备2.3.1施工平面布置施工平面布置应按照设计要求进行,保证施工现场的安全、整洁、有序。
同时,应设置施工标志牌和警示标志,指示施工区域和施工危险区域。
2.3.2材料准备材料准备应按照设计要求进行,保证材料的质量和数量。
同时,应按照材料的特性和用途分类存放,做好防潮、防晒等措施。
2.3.3设备准备设备准备应按照设计要求进行,保证设备的完好性和可靠性。
同时,应对设备进行检查和维护,确保设备的正常运转。
三、主要分部分项工程施工方案3.1测量定位放线3.1.1测量定位放线在施工前,应进行测量定位放线工作,确定钻孔位置和管道敷设位置,保证施工的准确性和安全性。
3.2定向钻穿越施工方案3.2.1钻机就位和调试钻机就位后,应进行调试工作,确保钻机的正常运转和钻孔的准确性。
3.2.2钻孔导向钻孔导向应按照设计要求进行,保证钻孔的准确性和安全性。
同时,应根据地质情况进行相应的调整和处理。
3.2.3分级反扩成孔分级反扩成孔应按照设计要求进行,保证管道的准确敷设和安全性。
同时,应根据地质情况进行相应的调整和处理。
3.2.4管道回拖管道回拖应按照设计要求进行,保证管道的准确敷设和安全性。
同时,应对管道进行检查和维护,确保管道的完好性和可靠性。
四、施工质量管理措施4.1质量管理措施及管理网络施工质量管理措施应按照设计要求进行,建立质量管理网络,保证施工质量的可控性和可靠性。
山西中阳华润联盛苏村煤业有限公司6102回风顺槽探放水钻孔设计及安全技术措施<2号钻场)编制单位:地测科编制日期:二○一三年四月二十二日审批程序6102回风顺槽探放水设计及安全技术措施<2号钻场)一、工程简况6102回风顺槽设计方位为180°00′00″,总工程量850m。
根据“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则,及物探资料分析,需要钻探验证,为了保证钻探期间可靠性、施工安全性特制定本设计及措施,本钻场布置在6102回风顺槽1点前45M 处。
二、水文地质情况:1、主要含水层及富水情况六煤位于太原组顶部,直接顶为L5石灰岩,掘进区段属太原组上段和中段,即10煤至L5石灰岩。
本组中有L5、K2、L1三层灰岩组成,中间多隔以细砂岩和砂质泥岩等,间距在10m以内,L5灰岩厚度小,岩芯较完整,含水相对较弱。
K2灰岩为本组最厚的灰岩,岩芯中见有溶蚀裂隙,其间多充填炭屑,裂隙面凹凸不平,该层为三层灰岩中相对富水的一层。
L1灰岩为最下部的两层,节理裂隙发育,并具有溶蚀现象,两层灰岩间有泥岩或炭质泥岩相隔,富水性也较弱。
间接充水含水层为六煤上部二叠系下统山西组砂岩含水层。
本组主要含水层为03号煤层与4号煤之间的中粒砂岩,该含水层稳定连续,测井曲线上反映明显,厚度5~9m,泥质和钙质胶结。
富水性较差,水质类型为SO42-.HCO3——Ca2+.Mg2+.Na+,属弱富水性含水层。
根据6101回风顺槽掘进过程中实际揭露局部有顶板滴淋水现象,最大涌水量在0.2m3/h左右,对掘进无影响。
2、老空、老硐水:该地段为新采区无老空、老硐、钻孔水害威胁。
3、根据物探资料分析前方100m范围之内无低阻异常区。
三、水源性质:预计水源主要为煤层顶、底板裂隙水。
四、钻探设备1、ZLJ—350型钻机、高压水泵及其配套设备,Ф89mm、Ф50mm无芯钻头和75mm套管各一套,利用防尘水作为钻机循环水源。
水平定向钻施工过程中的质量控制要点摘要:本文以排水管线改造工程为例,对定向钻孔的前期准备及施工过程中的质量控制进行了较详尽的阐述。
因为该工程对导孔的施工要求很高,因此在施工前必须进行预控,全方位、全过程、多环节、多层次管理,才能保证导孔的施工质量。
最后,对采用导孔进行水平定向钻井的经验和教训进行了总结,以期为南水北调等能源管道工程的推广应用提供借鉴。
关键词:质量控制;施工要求;水平定向钻本项目为排水管线改造工程,管线位于道路中心线南侧24. 5米处,管径为DN300, 长度512. 8米,共设置检查井13座;挂水最终接入卡拉麦里大道现状管道。
幸楣家园至黑石滩路段管线采用内穿现状dn300双壁波纹管施工,每隔一定距高设检查井,拆除并恢复现状人行道铺装262. 5平米。
黑石滩路至卡拉麦里大道段管线采用水平定向钻施工,施工时应严格控制坡度。
管道过黑石滩路及卡拉麦里大道采用开挖施工,破坏并恢复现状沥青路面310平米。
施工单位施工前需复测现状幸福家园、卡拉麦里大道排水工程,如与设计不符,必须及时与设计人员联系。
一、施工组织部署(一)施工工艺流程钻孔曲线设计→测量放线→钻机就位、挖工作坑→试钻、泥浆制备→导向孔施工→预(回)扩孔→接管→回拖管材→现场清理、恢复、撤场。
(二)施工组织与管理鉴于该项目穿越管线直径较大,地质条件较复杂,针对该项目的具体情况,特从公司抽调具有定向钻孔施工技术的专业团队,负责该项目的施工。
(三)施工准备1.施工平面布置a.施工现场工人的办公、宿舍,应当在邻近地区租赁或搭建临时工棚;b.建筑电力可按当地的具体条件选择发电机或附近供电;c.建筑用水应按当地的实际情况就近取用;d.临时排放:不污染建筑废水。
2.材料准备该项目是以定向钻井的形式铺设管道,因为是连续的,所以在项目开始之前,管道必须提前进场。
在实施回扩孔时,对钢管及钢筋的制作、安装进行了焊接、安装,做到管子准备好后,立即回拖管道。
技术交底记录制表机关:天津市市政工程局批准文号:质监字[2001]315号表号:通用管表004工程名称施工单位分部分项工程名称管道牵引法施工交底时间交底内容:(一)人、机、材准备情况根据工程量和工程特点,我标段由项目领导统一安排。
1、主要人员安排技术负责1人现场负责1人测量员2人技术员1人施工班长1人实验员2人材料员2人安全员1人钢筋工4人普通工人10人2、施工机械配备计划水平导向钻机、泥浆混配系统、控向仪、地下管线探测仪、轮式挖掘装载机、抽水泵、发电机、管材焊接机、水泥搅拌桩钻机、钢板桩打桩机等。
3、物资材料供应工程所需材料由项目经理部统一供应,进场材料必须检验品种、规格、数量、质量,并要求供应商提供相应的质量证明,现场材料应有明显标识。
材料在使用前必须进行相关原材料检测试验,并由监理组批复后方可使用。
(二)施工方案一、方案的选择按照设计要求,检查井尺寸为内径为3.7m的圆形井,壁厚为0.4m,井底标高为1#井-6m,2#井为-6.2m,原地面减载后平均标高为-1.5m,井深约4.5m,地下水位标高约-1.8m,由于地下水位较高,为确保施工安全,我部计划首先采用打水泥搅拌桩作为止水帷幕,其次进行钢板桩支护,待基坑支护完成后,再进行拉管施工,最后进行检查井施工。
二、施工方案1、水泥搅拌桩止水帷幕施工本工程水泥搅拌桩直径为0.6m,相互咬合尺寸为0.2m。
止水帷幕厚度为1m,深度约为9.5m(井底以下5m)。
(1)施工工艺原理水泥搅拌桩止水帷幕是以水泥作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械,将固化剂与原有土强制搅拌,使土与水泥结合成具有整体性、水稳定性和一定强度桩体。
施工时桩与桩之间进行有效的咬合,利用水泥浆搅拌桩结构的致密性,达到止水帷幕的止水性能要求。
(2)工艺流程及操作方法水泥搅拌桩施工前先对原装土体进行减载,减载深度约2.5m,减载后土质均为粉质粘土。
1)具体工艺流程如下:桩定位放线→桩机就位→预搅下沉→喷浆搅拌提升→重复搅拌下沉→重复提升到桩顶→复搅→上提复喷→成桩。
快速绘制钻孔原生晕曲线的一种制作方法-基于中大比例尺化探数据一体化处理系统“中大比例尺化探数据一体化处理系统”(Geochem Studio )是基于MapGIS 67开发的、专门用于矿产地球化学勘查的一套自动化、智能化水平较高的软件系统。
它不仅涉及了地球化学土壤、水系沉积物、钻孔岩石测量中的工作布置,而且具有对数据进行检查、统计分析、处理的功能;也涉及了地球化学系列图的快速制作以及异常解释与评价和成果提交过程中的相关内容。
Geochem Studio 软件为公益性软件,可免费申请使用,Geochem Studio 软件。
如果施工的钻孔中进行了原生晕取样工作,经常需要在钻孔柱状图中绘制原生晕曲线。
我们绘制我们借助Geochem Studio 中剖面图功能,即可快速钻孔原生晕曲线的绘制。
本教程同样适用于物探测井曲线生成。
1.数据准备1、原生晕数据把原生晕的数据信息保存于EXCEL表格中,数据格式如下所示其中A1:D1分别为剖面号、样品号、点号、点距这四个字段为强制性字段,不能修改变动,点号及点距数据格式必须为数值型;E列开始为分析元素,必须为数值型;剖面号即是你的工程编号;样品号为送样编号;点号、点距为采样相对距离;一个工作表允许有多个钻孔(建议一个工区一个工作表)。
2.钻孔柱状图其中在钻孔柱状图中原生晕曲线规格为50X40mm,左下角图面坐标为(575,35)。
这个数据很重要,在下面我们进行剖面图设置的时候需要用到这个数据参数。
根据自身所在单位所规定的柱状图格式确定这个规格。
2.绘制原生晕曲线绘制原生晕曲线主要利用Geochem Studio 中剖面图功能来实现。
具体步骤如下:step1.打开Geochem Studio主菜单,点击一体化系统,进入Geochem Studio主界面;step2.单击打开地球化学系列图菜单,点击剖面图,进入剖面图界面step3.点击打开文件,选择原生晕数据.xls,其中字段选择和点距输入默认即可;step4.单击元素列表中的元素符号即可完成元素的添加;也可以根据元素组合情况新建分组,其中线参数及单位系统根据所选元素已经自动设置好了,默认即可;单位刻度默认为该元素的算术平均值,可以自定义修改比如164.6修改为165,只需双击164.6,键盘输入165即可完成自定义,这是纵轴刻度标注间隔;step5.剖面选择功能下,下拉选择,选择需要绘制的钻孔编号;剖面参数中横轴比例尺也可下拉选择比例尺,默认最大为1:1000,根据自身钻孔柱状图比例可自定义输入比例尺,本例为1:500;方向标识功能为可选功能,绘制钻孔原生晕曲线时可不勾选;step6.单击轴信息设置,弹出坐标轴参数设置对话框。
钻孔计算公式
钻孔计算公式是在地质勘探、工程施工和矿产资源开发等领域中常用的一种工具。
它可以帮助工程师和地质学家计算钻孔的深度、角度和位置等参数,以便更准确地进行地质分析和工程设计。
钻孔计算涉及到各种参数,其中包括钻孔的起始点和终止点的坐标、钻孔的倾角和方位角、岩层的厚度和倾角等等。
根据这些参数,可以利用一些基本的三角函数关系和地理定位知识来推导出钻孔计算公式。
一种常用的钻孔计算公式是针对直线钻孔的。
对于这种钻孔,可以利用正弦和余弦函数来计算钻孔的深度、水平位移和垂直位移。
例如,根据三角函数的定义,可以得到以下公式:
钻孔深度 = 钻孔长度× sin(钻孔倾角)
水平位移 = 钻孔长度× cos(钻孔倾角) × cos(钻孔方位角)
垂直位移 = 钻孔长度× cos(钻孔倾角) × sin(钻孔方位角)
这些公式可以帮助工程师和地质学家根据钻孔的倾角和方位角,计算出钻孔的深度和位置,并进一步分析地下岩层的分布和性质。
除了直线钻孔,还有很多其他类型的钻孔,例如曲线钻孔和水平钻孔
等。
对于这些钻孔,钻孔计算公式会根据具体情况进行调整和补充。
例如,曲线钻孔的计算需要考虑钻孔的曲线半径和曲率等参数,水平钻孔的计算需要考虑钻孔的水平位置和倾角等。
总之,钻孔计算公式是工程施工和地质勘探中非常重要的工具,它可以帮助工程师和地质学家更准确地评估地下情况,从而做出更科学合理的决策。
随着技术的不断进步,钻孔计算公式也在不断演化和完善,以适应不同的应用需求和工程环境。
定向井钻井轨迹设计与控制技术研究摘要:在定向井钻井过程中,井眼轨迹的设计和控制至关重要,它可以决定定向井施工的成败。
因此,有必要进一步探索定向井井眼轨迹的设计和控制技术,以实现安全、优质、高效的定向井施工。
定向井轨迹的选择对钻井施工的安全、高效、低成本起着重要作用。
关键词:定向井;钻井轨迹;设计;轨迹控制前言近年来,随着钻井工程技术和钻井设备的不断改进,钻井技术得到了快速发展。
定向钻井作为一种非常重要和实用的钻井方法,受到了人们的极大关注。
井眼轨迹设计技术是一整套钻井技术中的第一个关键环节。
定向井是指根据预先设计的井斜方向和井筒轴线形状钻探的井。
换句话说,任何设计目标偏离井口所在垂直线的井都属于定向井。
定向井是相对于垂直井而言的,根据设计的井筒轴线分为二维定向井和三维定向井。
由于油气资源短缺以及当前油气生产中遇到的问题,为定向井轨迹设计提供了广阔的发展前景和空间。
定向井轨迹的设计方法和实际钻井偏移测量理论将是研究的重要趋势。
现在,进入计算机快速发展时期,将现有和更成熟的工程模型计算机化,以提高现场施工人员的工作效率;另一方面,准确及时地将现场数据输入计算机,为未来的数据统计和科研分析提供第一手现场真实数据。
因此,利用定向井轨迹设计的软件实现和强大的计算机编程功能,实现了定向井轨迹优化设计软件的研究。
通过不断的实验和改进,设计的轨迹不仅满足了施工现场条件的限制,而且是满足各种设计条件的理想轨迹。
1.定向井轨迹概念井眼轨迹可分为两类:设计轨迹和实际钻井轨迹。
其中,设计轨迹可分为钻孔前设计的轨迹和钻孔过程中钻孔时修改或调整的轨迹。
设计轨迹通常由一些分段的特殊曲线组成,具有很强的规律性。
设计轨迹和实际钻井轨迹都是连续光滑的空间曲线,只有一条线,在三维空间中随机变化,没有任何规则可循。
为了表达这样的曲线,可以使用图形来显示井轨迹的形状,或者使用几何参数来描述井轨迹的形式。
这两种方法相互补充,并且通常以一种既考虑到图形方法的视觉和直观特性,又考虑到精确和灵活的分析参数的优势的方式应用。
五.钻孔设计
(1)钻井工艺设计方案(成井设计结构图)
(2)施工要求及要注意事项
①根据不同地层岩性及山东省国土资源厅对井径和水量的要求,采用不同口径的钻头进行成孔。
该井所处场地覆盖层较薄,下伏基岩风化较弱,完整性较好,因此,采用245mm钻头开孔,进入岩石后,变径为219mm,至终孔。
②为了提高成井效率,本井从上至下均采用反循环气动潜孔锤钻进技术,不使用护壁泥浆。
在钻进时,根据钻孔的孔径要求、岩石类别、含水情况的不同选择风压和转速,控制钻进速度,保证成孔质量。
在施工过程中严格按规范操作,保证井身的圆正、垂直,对水位、水温、漏水情况、孔壁坍塌、涌砂情况、岩层变层深度及含水构造、溶洞等进行观测和记录。
每钻进一定深度或孔内出现异常情况,及时起钻,进行水位观测,提取孔内岩块进行岩性鉴定和编录。
③钻井结束后进行井斜测量,测斜采用的测井仪器是重庆地质仪器厂生产的JGSB-1轻便工程测井系统和JQX-2测斜探管,井斜探管下井前、后均进行了校正。
在井斜测井曲线上,从井口起每隔20m 取值。
钻孔测斜结果小于3°,符合技术要求。
钻孔曲线设计
根据检查井位置、土质、埋深、管径等合理确定非开挖牵引管一次牵引的长度,选择确定水平导向钻机机型并预先做好现场围护。
根据每个非开挖牵引管施工段,预先进行钻孔曲线设计,设计导向孔要综合考虑工程要求、地层条件、钻杆的最小曲率半径、施工场地的条件、铺设深度及地下埋设物等多方面的因素,最后优化设计出最佳的钻孔曲线,计算出每根钻杆的钻进角度。
③测量定位
根据设计资料,对所有导线点和水准点进行复测,根据结果进行管道的放样、原地面的测量。
用白灰标出管道轴线位置,在轴线上每间隔相同距离做好原地面标高标记,以便导向施工时精确控制标高,同时在轴线上标出井位位置,打好井位中心桩。
四、工作坑开挖
采用轮式挖掘装载机在入土、出土点位置各挖一个工作坑,用于泥浆排出储浆和管子回拖。
五、钻机就位
检查钻机是否工作正常,钻机定位应准确、水平、稳固。
六、泥浆制备
制备泥浆应根据现场地质条件,制定泥浆性能参数,按照制定的泥浆性能参数,配制泥浆。
七、试钻
启动钻机,钻入1-2根钻杆,检查设备仪器是否运转良好,发现问题及时处理,试钻时还应检查泥浆混配系统是否渗漏。
八、钻导向孔
根据测量的轴线,操作定向钻机水平钻进,路面上部采用控向仪等导航设备控制钻头的方向,严格按设计曲线形成导向孔;开钻时采用轻压慢转,进人水平段采用轻压快转以保持钻具的导向性和稳定性,根据地层变化和钻进深度,适时调整钻进参数。
在发射坑内水平段可用垫撑对钻杆进行支撑,以减小钻杆自重影响水平段水平
度。
导向孔完成后,对发射坑人土口、接收坑出土口标高和方位进行复核,确保按设计曲线成孔。
施工过程中,密切注意钻进过程中有无扭矩、钻压突变、泥浆漏失等异常情况,发现问题立即停止施工,待查明原因后采取相应措施后施工。
导向孔轨迹设计参数如下:
考虑钻杆和管材的弯曲半径,取R=50m;
考虑其它地下管线的影响,取管道最深点为h=5m;
由L=(h(2R-h))0.5
式中L—造斜段长度;h—铺管深度;R—弯曲半径。
计算得L=22m,入射角取26度。
轨迹线见导向孔轨迹设计图。
与计算管道的回拖阻力有关的资料:
按经验公式计算管道的回拖阻力。
W=[2P(1+K)+P0]f L 式中W—管的摩擦力(KN);P—土对管的压力(KN/m );K—主动土压力系数;P0—管的重量(KN/m);f—管壁的摩擦系数;L—管道的长度(m)。
W=[2×(0.355×0.17×1800) ×(1+0.3)+0.25] ×0.25×84=5936(KN);
工程选用威猛(Vermeer)D40-40型导向钻机,该钻机回拖力F= 18144KN;安全系数K=18144/5936=3.1>2.0
Vermeer钻机参数表
型号扭矩(N×m) 回拖力(KN) 重量(T)外形(长×宽×高)D40-40 5415 18144 24 6.3×2.1×2.3
钻孔前控制:地表测量主要根据施工图纸,利用全站仪,确定两井之间的具体位置(包括坐标与距离),定出钻孔中心线和地表走向,测量中心线地面的海拔高度或相对高度,并根据要求的铺管深度,初步确定导向孔的造斜角度和入口位置。
一旦选择确定了施工位置,就应该对钻孔轨迹作测量并绘出详细的图纸。
钻孔轨迹和基准线的最后精度取决于测量资料的精度。
根据设计确定的埋置深度,选择入土和出土角。
九、预(回)扩孔
导向孔完成后,卸下起始杆和导向钻头,换回扩钻头进行回扩。
回扩过程中始终保持工作坑内泥浆坑内液面高度高于钻孔标高。
回扩过程中使用好泥浆,扩孔时
控制好泥浆各性能参数,不定期进行检测,按照施工要求及时调整泥浆性能指标。
根据地层特点,合理控制回扩钻进速度,以利排渣。
分次回扩、最后一次回扩合理采用相应挤扩式钻头,如回拖力和回扩扭矩较大,则需多回扩一次,以利孔壁成型和稳定。
大口径牵引管(DN 800以上)为防止洞壁塌方,利于更好成孔,需通过泥浆混配系统加人稀释粉,该粉具有固化洞壁,润滑钻杆,塑管等作用以及起到防止管材变形等功能。
钻进过程中,应及时作好施工原始记录,记录内容应包括钻进时间,轴线角度,扭矩一,顶力,土质J清况等。
回扩过程中,密切注意钻进过程中有无扭矩、钻压突变等异常情况,发现问题立即停止施工,待查明原因后采取相应措施后施工。
钻进过程中的测量控制:在钻进导向孔时,钻进工作人员利用手持式跟踪仪〔基本配置由一个装在钻头后面的测量探头(发射器)和一个手持式跟踪接收器组成〕,通过钻头内探头发出的信号,确定钻具位置,利用导向仪获取的数据与预先设计的基准线和实际轨迹进行比较,每钻进2~3m时进行一次测量计算,随时调整钻进轨迹,钻头出口处露出地面,测量实际出口,是否在误差范围之内,如果钻孔的一部份超出误差范围,可能要拉回钻杆,重新钻进钻孔的偏斜部分。
扩孔过程中的测量控制:经过工作人员认真操作,导向孔的位置偏差能得到较好的控制,但由于拖拉管特殊的施工工艺,在随后的回扩操作可能改变钻孔的位置,为了减少偏离,不同地层可采用不同的回扩器。
刮刀回扩器用于软土层,筒形的回扩器用于混和土,镶嵌合金钢牙轮回扩器用于岩石层,回扩器的类型和地质条件直接影响回扩速度,采用与地层相匹配的回扩器和适当的钻进液流量是回扩施工的关键,同时也是对维持孔壁稳定预防塌孔的有效手段。
在非开挖定向钻进管线施工过程中的轴线、高程偏差,主要发生在回扩阶段,每扩一次孔的测量控制,跟导向孔钻进测量方法相同,
扩孔结束相当于开挖沟槽结束,拖拉管采用的管材一般为钢管和高强度的聚乙烯管,对于接头都有相关的检测方法。
十、回拖管材
(一)管管材连接要严格按施工要求施焊,回拖前应检查焊接质量及管材外围钢筋加固质量,待焊接自然冷却后,检查合格后方能进行拖管。
将连接好的管材沿接收坑坡道安放好,依次连接接头、分动器、钻杆。
在回拖管道过程中,密切注意
孔内情况、钻机操作手应密切注意钻机回拖力、扭矩的变化。
回拖应平稳、顺利,严禁蛮拖。
管材要一次性拖人已成形的孔洞中,中途尽量避免停顿,减少回拖的阻力。
(二)拖拉管回拖前及铺管结束后的质量检测.
1.管材质量控制
用于拖拉管施工的产品管,大多属于新型产品,材质应根据设计要求对环刚度及最大拉力等指标进行检测(送相关检测单位)。
2.高程、轴线检查
由于大多数导向孔需要多次回扩,将孔径扩至能铺设管道,(终孔孔径一般为管线外径的2倍)。
如果采用高强度聚乙烯管,管道施工完毕将悬浮于管道内,高程H偏差在±(D-d)/2之间,在施工管回拖过程中,通过不断的清运泥浆,尽量减少孔道内泥浆,预防由于泥浆固结所引起的管轴及管底标高与原设计的差距。
通过其工程实践,回拖结束立即对管底标高检测,及相隔两月后再次利用探头及导向跟踪仪对管底标高进行检测,变化很小。