定向钻施工工艺
- 格式:doc
- 大小:72.50 KB
- 文档页数:17
水平定向钻拉管施工工艺本公司在实施微控定向钻拉管工程中,根据该管径大小采用ET20型,以美国GUIDRV型导向仪进行微控定向作业,施工工艺如下:1、施工前期准备:(1)现场查看工程地段,探查地下管线和隐蔽障碍物,确定微控定向的入、出口点和走向,拖拉管的基准标高深度。
(2)开挖已确定的入、出口两端工作坑,坑道深度为基准标高深度。
坑道宽度达到施工要求,出口处为斜坡式坑道,坡度不得大于5度。
(3)钻机至正确位置,并加于稳固,检查钻机各性能是否正常,保证设备安全。
所使用的辅助设备及工器具全部进入施工现场,并做好接水和配制化学泥浆等准备工作,为确保工程质量做准备。
(4)施工现场根据需要设置护栏,确保工作场地的环境卫生和施工安全。
(5)根据现场实际情况,选定窨井位进行开挖至管道底部标高,为管孔微控导向和扩孔时出泥浆,待管道拖拉完成后,清出泥浆,砌好窨井。
2、微控定向(1)钻机定位准确在完全符合要求后进行开机,导向完成。
检查工作坑、和出口斜坡式坑道是否到位。
(2)以美国GUIDERV型导向仪,按水准仪多点面测定的基准标高进行微控导向,正确控制管道标高,并做好数据记录,以便核对,确保管道基准标高正确无误。
(3)在ET20型钻机根据微控导向进行钻进时,将配制的化学泥浆同时跟进,并随微控导向的标高随时调正外进角度,保证管道标高,直至导向头按出口处的基准标高钻出为止。
3、分次扩孔(1)根据管材直径,以1.3倍的要求,分次逐级加大扩孔头分次扩孔,至达到孔径要求为止。
(2)每次扩孔必须添加化学泥浆及辅助材料,促使洞孔润滑成型。
保证拖拉管的安全。
(3)在拖拉管前,进行一清孔,减少洞内杂物,达到拖拉管时的阻力和磨擦力降到最低,确保管材不变形。
4、做好拖拉管工作(1)根据所用规格的管材,进行熔接至需要长度(在清孔前结束)。
(2)安装管道木塞头及钢帽稳固整段管道保持统一整体连接钻杆确保拖拉时不出现断裂变型(在清孔前结束)(3)实施拖拉管,根据需要准备好挖掘机清出窨井工作坑泥浆协助拉管,拖拉管时管道需涂上空气润剂,洞孔同时添加高分子化学泥浆,确保拖拉管顺利拉出洞孔。
刍议煤矿井下定向钻孔施工工艺1、定向钻孔施工的工艺原理煤矿井下定向钻进是采用水力排渣、随钻测量的一种钻孔施工工艺,是利用泥浆泵将静压水通过加压后,通过钻杆内侧供水通道送达孔底,驱动孔底螺杆马达旋转,为钻头旋转切削煤岩提供动力,水沿着钻杆与孔壁之间的间隙排除孔内钻屑。
施工过程中通过随钻测量系统实时测出孔底钻具空间姿态参数(倾角、方位角、工具面向角等),操作人员通过对比施工参数与设计参数,调整孔底钻具工具面向角,进行下一次钻进,依次按照此步骤施工直至实际钻孔轨迹沿着设计轨迹钻进至终孔。
2、定向钻孔的设计定向钻孔施工前必须预先设计好钻孔轨迹,定向钻孔轨迹的设计应考虑到以下因素:钻孔的类型,施工钻孔的个数及预计孔深、钻孔分支孔的数量、孔深及分支位置等,轨迹设计前,尽可能多的收集到能准确反映钻孔布孔平面和空间区域的地质测量资料(包括煤层顶底板等高线图、综合柱状图,采掘工程平面cad 图、局部探眼或钻孔柱状图等),分析布孔区域煤层瓦斯含量及压力、煤层顶底板岩性变化及煤厚变化情况。
下面以顶板瓦斯抽放钻孔设计为例说明如何进行定向钻孔轨迹设计:2.1钻孔方位角设计。
设计钻孔方位角时,必须先明确工作面顶底板等高线图的真方位角a,然后再确定钻孔施工的主方位角b,顶板瓦斯抽采钻孔距离回风巷平距一般为10~30m,可以设计2~5个定向主孔,开孔间距控制在0.5~1m,再确定分支钻孔的个数及开孔位置,分支钻孔开孔位置均布置在工作面收作线以内,这样可减少无效孔段的施工,钻孔设计孔深在300~600m为宜,主孔方位在进入收作线后保持平行轨道顺槽延伸,主孔方位角确定后,再设计分支孔的方位,使钻孔终孔在平面上等间距分布,平均间距5~7m。
2.2钻孔倾角设计。
倾角的设计应兼顾到两个方面,一是高位钻孔最佳抽采高度,二是岩性情况。
钻孔的终孔垂高应分布在煤层顶板裂隙带内,淮南矿区高位钻孔最佳终孔高度一般控制在煤层顶板垂距15~25m范围内。
定向钻施工工艺流程定向钻探是一种采用钻机钻凿在一定方向上的一种施工技术。
它在矿山钻探、石油钻探、地下工程开拓及地震勘探方面有着广泛的应用。
它具有高精度、施工效率高、节省能源等优势,是传统技术不可替代的施工方式。
定向钻施工是一个复杂的过程,它以定椎上钻头为起点,在不断进行参数调整和调查测量的基础上,完成指定走向的钻探,以达到施工任务指定的目标。
定向钻施工工艺流程包括:定椎作业、走向控制作业、定位服务作业、测量调整作业。
1、定椎作业定椎作业是定向钻施工的起点,也是定向钻施工的基础。
它是在设计、测量和定位服务的基础上,将计划的走向向着指定方向安装钻头的一种基本操作。
根据设计施工方案要求,可采用手工定椎法或机械定椎法,根据实际情况选择。
2、走向控制作业走向控制是定向钻探施工的核心,也是施工效率、施工质量直接决定的关键因素。
它是在定椎作业的基础上,通过对钻头运动参数的实时监测,及时调整钻头走向,以达到指定走向的施工。
走向控制的作业方法一般采用有线控制法、及时控制法、联机控制法等。
3、定位服务作业定位服务作业是在定椎作业和走向控制作业的基础上,引导和指挥钻头走向,达到定位服务,保证施工准确性的一种操作。
定位服务可以采用激光定位法、电磁定位法以及全站仪定位法等。
4、测量调整作业测量调整作业是在定椎作业和走向控制作业的基础上,对钻头走向参数进行实时监测和调整,以达到设定走向的施工。
测量调整的方法有:手工方法、机械控制方法、自动控制方法等。
定向钻施工是一项复杂的工程技术,其工艺性质、操作程序及施工方法都有很重要的影响。
定向钻施工工艺流程的规范执行对于保证施工质量,提升施工效率具有重要意义。
因此,应在定椎作业、走向控制作业、定位服务作业以及测量调整作业实施过程中,在实现施工任务指定的目标的前提下,严格按照定向钻施工工艺流程的要求进行操作。
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。
1)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。
(2)平整场地:在入土点,以穿越中心线为中线,平整场地,安放钻机、泥浆系统、钻杆和泥浆池等;在出土点平整作业场地,安放钻杆、钻具、挖掘机和泥浆池,并设置合适大小的管线预制作业带。
施工工艺1.1 定向钻施工工艺流程定向钻进穿越铺设施工普遍采用:首先钻进导向孔,然后扩孔,最后回拉铺管的施工技术。
图1.1-1 定向钻施工工艺流程图1.2 定向钻准备1.2.1 测量放样测量放样出管道穿越方向距离,根据设计的导向孔轨迹,在距离检查井经计算好的距离处开挖一个入口工作坑,在距末检查井经计算好的距离处开挖一个出口工作坑。
工作坑开挖尺寸根据现场实际情况确定,根据穿越道路等级要求,工作坑距离穿越公路建筑范围之外( 国道不小于20米,省道不小于15米,县道不小于10米,乡道不小于5米),各部位穿越管线详图见附件。
1.2.2 钻机就位根据现场实际情况安置钻机。
因坑处土质较软,且拉管距离长,拉力较大,钻机底脚要安置在(20(㎝厚(C15(混凝土平基上,并在平基混凝土内预留∮20(钢筋 地锚)和钻机焊接紧密,以防地基沉降影响钻机稳定。
图1.2-1 定向钻1.3 导向钻进1.3.1 安装调试钻机安装在工作坑旁边,管道轴线可根据设计图纸及现场条件进行位放线确定,钻杆中心与管道轴线应一致。
确定拉管机方位后,固定好钻孔机。
1.3.1 钻进在导向钻头中安装发射器,通过地面接收器,测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数,将测得参数与钻孔轨迹进行对比,以便及时纠正。
地面接收器具有显示与发射功能,将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示,操作手根据信号反馈操纵钻机按正确的轨迹钻进。
在导向钻孔过程中技术人员根据探测器所发回的信号,判断导向头位置与钻进路线图的偏差,随时调整。
并把调整数值记录在“钻进位置”相应的表格中。
为保证导向头能严格按照操作人员发出的指令前进,需要在管道线路初步布点后对控制点进行加密加细。
间隔3m设中线、高程控制点,用木桩做出明显标志,并在桩点周围用混凝土砌出护墩加以保护。
控制人员严格按照点位,操纵仪器。
根据以往的施工经验,PE管在孔内拉动的过程中受重力的作用,会发生管道下沉现象。
可编辑修改精选全文完整版定向钻施工工艺流程一、施工组织设计:(一)人员组成(1)项目经理人工程总负责(2)技术负责人负责施工中的一切技术工作(3)机长人负责组织施工(4)安全质检员人负责安全工作和质量临督(5)钻工 4-8人负责机械操作及辅助工(6)生活管理 1人负责生活服务(二)施工设备(三)工艺流程图(四)施工过程:1、施工前的准备:在设备进场前要先开挖施工的发射坑、接收坑,进行场平、道路平,使钻机能行走到施工作业位置。
为了保证工程顺利进行,对钻机底座进行人工砼基础加固,保证钻机的稳定。
2、穿越轴线实放点:3、导向孔的钻进在钻机前端挖发射坑尺寸为:长×宽×深米作业坑,接收坑尺寸为:长×宽×深米。
在接受坑旁边开挖泥浆存储坑,尺寸为:长×宽×深米。
1)、在探头装入导向钻头前,应按规定进行严格的参数标定后,按要求装入导向头内。
2)、导向孔的钻进导向仪的测定应按设计的要求进行施工,并应做水平导向孔记录,填写记录表。
3)、在导向孔的钻进全过程中,由专人负责导向人员的测定安全,跟随导向人员沿设计轴线进行,在悬崖处要设立安全标志,保证施工人员的安全。
4)、钻司应听从导向人员的指挥,不能擅自决定钻进的参数。
5)、由于地段地形起伏较大穿越深度较大导向孔钻进时用有线控向系统进行全程监控,控制好角度(倾斜度)和平面轴线的偏差,保证在导向孔钻进时沿着预定的轨迹行进。
保证平面轴线的偏差是控制在所要穿越钢管的曲率半径允许范围内。
所以导向空的好坏决定此次工程的成败。
导向孔作业时,导向人员应对对每根钻杆的钻的钻进必须仔细测量,务必做到定位准确,心中有数,及时纠偏,纠偏幅度要小,避免硬角。
当在斗崁和斜坡钻进时,宁可慢,不可操之过急,必要时导向人员系安全带沿着由上而下的安全绳上下移动测量,保障人身安全和及时的跟踪导向钻头的位置,及时的调整。
当地面与导向孔轨迹深度超出导向仪测量的深度时,将不能进行跟踪测量须要进行盲钻,在盲钻时钻进速度要均匀,不可过块,不可纠偏(条件是在盲钻前轴线的偏离在允许的范围内)以免偏离轴线。
定向钻施工工艺步骤
定向钻是一种在地下钻孔作业中使用的施工方法,它允许在不破坏地表的情况下在指定位置进行钻探。
下面是定向钻施工的一般步骤:
1. 项目准备
- 了解工程要求和设计要求。
- 执行现场勘查,确定地质条件和地下管线位置。
- 根据现场情况选择合适的定向钻机,钻头和钻杆。
2. 设计和计划
- 根据勘查结果和工程要求,设计定向钻孔路径和施工参数。
- 制定施工计划,包括进场时间、钻探顺序和安全措施。
3. 进入施工现场
- 准备施工现场,确保安全措施得到有效实施。
- 安装定向钻机并进行调试。
- 将乙烯甘油和泥浆搅拌机设备准备好,以便进行原位泥浆钻探。
4. 进行钻探
- 根据设计要求,将钻头和钻杆安装到定向钻机上。
- 使用定向钻机进行钻探,遵循设计的路径和施工参数。
- 进行定时监测,记录钻进情况和地下管线位置。
- 根据地质情况和钻进进度,调整钻探方向和参数。
5. 完成施工
- 达到设计要求的钻孔深度后,停止钻探。
- 在回收钻杆时,对孔口进行原位泥浆钻探,以保持孔壁的稳定。
- 拆卸定向钻机并清理施工现场。
- 进行后续的地质勘查和管道施工工作。
请注意,以上步骤是定向钻施工的一般步骤。
在实际施工过程中,可能会存在一些特殊情况和挑战,需要根据具体情况进行调整和处理。
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。
—— 1 —1 —。
可编辑修改精选全文完整版定向钻施工工艺施工分为以下6 个工序: ①施工前准备; ②钻导向孔; ③回拉扩孔钻头成孔;④焊接输水管; ⑤牵引输水管道入孔; ⑥管道和钻孔孔隙灌浆。
1) 施工准备。
首先摸清施工范围内是否埋设有影响施工的管网管线等物品,确定没有不利因素后才能进行施工。
然后依据施工图纸进行施工放样并设计好钻杆轨迹,同时依据管径、放水管埋深及管道施工放样范围内的地质情况确定单次牵引的管道长度和管材。
2) 钻导向孔。
定向钻机的钻孔压力施加在钻杆尾部,采用钻进液辅助碎岩钻头钻压。
钻头断面为斜面,因此连续转进的钻头钻出的孔纵剖面为直线,当维持钻头某个方向不回转加压时使钻孔发生偏斜。
钻头内或者紧靠钻头的地方安装钻孔方向探测装置,探测装置发出信号,根据地面接收器接收到的信号,可以实时跟踪钻孔的位置、深度及其它参数。
施工时将探测装置安装在钻头内,钻头通过钢管连接到定向钻机上,然后定向钻机通过钢管对钻头施加压力,将钻头打入土体; 地面接收器可随时接收探测装置信号确定钻头的钻进方向与深度,定向钻机根据此信息及时旋转钻头,使钻头按照设计的方向和深度钻进,在土体中形成一条直径为100mm的圆孔通道,圆孔中心线即为涵管的中心线。
3) 回拉扩孔钻头成孔。
圆孔初步形成后,将原钻头卸下后换装上大一号的钻头,然后将钻头钻孔回拉至初始位置,如此来回数次扩大孔洞,直至孔洞直径满足回拖涵管要求。
为了防止钻孔时塌孔,钻孔时注射的水中添加具有固化洞壁、润滑钻杆等作用的外加剂。
4) 管道焊接。
管道接口质量的好坏直接影响拉管施工的成功进行,放水涵管为PE 管,采用热熔焊接连接管道。
在施工条件允许情况下,管道焊接可在在沟槽上操作,焊接时应临时堵封管口。
合格的焊缝管外圆周上应有两翻边,两翻边的大小及形状应均匀一致,无鼓泡和裂纹等,翻边之间的缝隙的根部不低于所焊管子的表面。
5) 牵引输水管道入孔。
钻孔完成后,将管材连接成需要长度,检测管道强度及焊缝均符合要求后即可进入牵引管道入孔施工。
定向钻管线施工工艺一、工艺流程图1定向钻工艺流程图二、施工工艺1、测量定位根据线路平面图、断面图、线路控制桩、水准标桩采用全站仪进行测量放线,根据设计图纸和设计交桩的具体位置,确定穿越轴线、定向钻穿越的入土点、出土点以及穿越场地的位置和范围。
依照设计穿越管线的平面图和测量成果表设计穿越轨迹。
穿越中心线定位后,按工程需要放出穿越轴线和边界线。
施工测量放线工作要严格遵守测量标准规定,及时收集、整理测量放线记录和有关穿越测量资料,妥善保管,作为后续有关工序的指导、检查、验收依据。
2、场地平整施工前需对入土点、出土点、施工场地进行平整,以保证施工作业空间能满足需要。
施工现场占地周围用警戒线围起来或设置围栏,并设置警示标志、安排保卫人员值勤。
3、安装钻机图2钻机设备4、泥浆配制泥浆配比是否合理,对成孔起决定性作用。
根据业主提供的地质报告,穿越管段的地层主要是砂质粉土层,粉土、中、粗砂的含量较大。
施工前,根据此类地质的实际情况,有针对性的制定泥浆配制体系,通过对泥浆压力的控制,调整泥浆浓度、钻杆旋转速度,来进行正常钻进作业。
针对不同地质条件和各钻进距离,选用不同的添加剂和聚合物,诸如纤维素,以提高泥浆的抑制性,具有良好的孔洞净化能力。
泥浆的粘度保持在65S以上,保证在导向孔施工过程中孔洞稳定,及时将孔洞中的砂土等杂质排出孔洞,以利于形成规则稳定的孔壁,降低摩阻以减少钻井扭矩及推井阻力,从而达到提高机械钻速的目的。
根据地质土层的变化,泥浆的配比也随之变化。
5、导向孔钻进根据设计轨迹和方位,确定钻机位置、固定钻机并连接泥浆系统及辅助系统。
通过钻机上的各种仪器、仪表的各项读数来确认地质层面情况;根据泥浆排出情况,确定调整泥浆参数。
导向钻进时根据设计好的钻孔轨迹,注入膨润土泥浆。
导向仪严格控制方位,曲线深度,钻出精确而曲线平滑的导向孔。
图3钻导向孔示意图6、回扩孔导向钻孔完成后,卸掉探测棒按上楔形挤扩器分别(根据实际情况确定)采用1次扩孔,定向钻出入土角度为8°~10°,经扩孔后将土挤向周边形成孔洞,并根据各段不同地质配制不同浓度的泥浆,使其扩孔时回拖力的数值和扭距值控制钻机正常工作参数之内,保证孔洞的正确形成。
水平定向钻拉管施工工艺一、施工方法水平定向钻进施工是将钻机放在起始工作坑内,使用导向仪器监控安装在钻机探头盒中的碳棒进而控制钻机的操作,按照设计坡度及高程钻入到接收工作坑内,然后进行回拖扩孔并完成拉管的工艺。
二、工艺流程三、施工步骤 1.导向孔钻进导向孔的钻进先在地面沿钻进方向测放标高点,每1.0米一个,再按预先设计的钻孔轨迹在DCI 导向探测仪监测下进行钻进,导向探测仪跟踪测量每钻进1.0m 钻头的实际位置,若发现钻孔轨迹与设计轨迹不符时,立刻进行纠正,保证钻孔的准确性,并做好记录;控制坡度利用导向仪的测得的深度、倾角(最小增量0.1%)、面向角等值,控制钻机钻进及泥浆供给,确保坡度的准确性。
钻机桅杆应按照设计角度放置,钻杆中心线与拟铺管线中心轴线的位置在误差许可范围,底座安装应平稳、牢固。
2.回扩孔、拉管地层及地下水调查验 收钻 导 向 孔钻机扩孔回拖拉管工作坑 开 挖 支护钻机就位管线就位泥浆配制与控制 管道焊接拉管头制作管线探测测量 定 位当导向钻头到达接收工作坑以后,在钻孔轨迹与设计轨迹符和时,及时停止泥浆给进及钻进,卸下探头盒并装上φ560扩孔钻头进行预扩孔。
预扩孔完成以后,将钻头反推回接收工作坑,在接收坑内依次连接分动器、扩孔钻头、拉管头、拟铺管线开始进行拉管施工。
除焊管时间外拉管应连续作业,必须保证拉管顺利完成。
3.焊接管道缠绕增强实壁管采用电熔带焊接的方法在工作坑内焊接,由于现场条件限制,工作坑净空尺寸仅有3m长,所以将管道切割成每2米一段进行焊接,焊接完成一根管道,回拖一根。
4.泥浆配制与控制钻进中使用的定向钻专用泥浆可冷却、润滑钻头,软化地层,辅助破碎地层、调整钻进方向,携带钻屑,稳定孔壁,回拖时润滑管壁。
配制泥浆应使用中性水,保证泥浆中无固结物质存在,以防堵塞导向钻具及扩孔钻头上的水眼,还要注意水化时间,还要根据工序及地层按比例添加纯碱等泥浆添加剂,及时调节泥浆的粘度、比重等指标,确保泥浆性能可靠。
非开挖定向钻施工工艺流程
1. 前期准备:
a. 确定钻孔的位置和方向,设计确定钻孔的长度和直径;
b. 准备所需的设备和材料,包括定向钻机、导向工具、钻头、钻杆、套管等;
c. 确定施工现场的安全措施和交通管制措施。
2. 建立钻井平台:
a. 在施工现场上搭建钻井平台,确保平台稳固和安全,以便进行后续的钻探作业。
3. 定位导向:
a. 利用方位仪等导向工具确定钻孔的起点和方向;
b. 根据设计要求进行导向井施工,确保钻孔的方向和位置准确无误。
4. 钻探注浆:
a. 利用定向钻机进行钻探作业,逐渐扩大钻孔的直径;
b. 在钻进过程中,不断注入泥浆以冷却钻头、稳定孔壁并带走钻屑。
5. 下套管固壁:
a. 根据设计要求,在钻探过程中适时下套管,以防止钻孔坍塌;
b. 在下套管的通过注水或注浆来固结套管和孔壁之间的空隙。
6. 钻进到目标点:
a. 钻进到设计要求的目标点位置后,停止钻探作业;
b. 根据设计要求,以不同的速度和转速将钻头回收或拔出。
7. 完善钻孔:
a. 检查钻孔的质量,如果需要,可进行修整或重新钻探;
b. 清理钻孔中的杂质和残渣,确保钻孔畅通。
8. 完工处理:
a. 清理施工现场,恢复原状;
b. 对施工过程进行总结和记录,提取经验教训。
以上是非开挖定向钻施工的工艺流程,每个环节都需要根据具体情况进行详细的操作描述。
水平定向钻的结构和施工工艺一、水平定向钻的基本结构无论是大型还是中小型水平定向钻,其基本结构包括主机、钻具、导向系统、泥浆系统以及智能辅助系统。
⑴主机主机的动力系统一般为柴油发动机。
柴油机作为动力源,其功率是衡量钻机施工能力的指标之一。
但在钻机钻进回拖过程往往需要钻机以恒定的荷载运行,因此发动机的连续功率显得更重要。
为了降低劳动强度提高劳动效率,主机一般装备了钻杆自动装卸装置。
钻进时,钻机自动从钻杆箱中移取钻杆,旋转加接到钻杆柱上。
回拖时,正好相反。
有的还装备了润滑油自动涂抹装置,对钻杆连接头螺纹的润滑有助于延长钻杆的寿命。
钻机在工作中应完全固定。
如果在钻进拖拉过程中发生移动,一方面有可能造成发动机损坏另一方面会降低推拉力,造成孔内功率损失。
目前最新钻机都有自动液压锚固系统,靠自身功率把锚杆钻入土层,在干燥土层一般用直锚杆,在潮湿土层用螺旋锚杆。
(2)钻具钻杆应当有足够的强度,以免扭折、拉断,又要有足够的柔性,才能钻出弯曲的孔道。
在长距离穿越中,钻杆的长度直接影响钻进效率,特别是采用有线导向时,长钻杆使钻杆连接次数减少,将明显节约连接时间。
钻孔方向的改变是通过控制钻头的方向实现的。
钻头一般为楔形,在前进过程中,若钻头不断旋转厕钻进轨迹为直线。
当钻头想绕过障碍物或以一定曲率半径前进时钻头停止转动,使楔面停留在某一角度再推进。
这样,钻头就以与楔面相背的方向前进。
钻头斜板通常有喷嘴,高速泥浆从喷嘴喷出,对土层进行冲刷。
煤气与热力对不同土层,应选用不同的钻头。
如在较软的粘土中,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。
而在硬岩钻进则要选用特殊的钻头加镶焊小尺寸硬质合金钻头。
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,而在粘性高的粘土中运行容易变成球状;杆状切割器适用于硬土层、粘土层,而无法在岩石地或卵石地有效运行。
(3)导向系统导向系统包括无线导向系统和有线导向系统。
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,一般分为二个阶段:第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔;第二阶段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:要根据穿越的地质情况,选择合适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。
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。
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。
本页为作品封面,下载后可以自由编辑删除,欢迎下载!!!精品文档【精品word文档、可以自由编辑!】使用水平定向钻机进行管线穿越施工,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孔;第二阶段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:要根据穿越的地质情况,选择合适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。
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。
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。
2、水平定向钻施工的特点:2.1 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。
2.2 现代化的穿越设备的穿越精度高,易于调整敷设方向和埋深,管线弧形敷设距离长,完全可以满足设计要求埋深,并且可以使管线绕过地下的障碍物。
2.3 城市管网埋深一般达到三米以下,穿越河流时,一般埋深在河床下9—18米,所以采用水平定向钻机穿越,对周围环境没有影响,不破坏地貌和环境,适应环保的各项要求。
2.4 采用水平定向钻机穿越施工时,没有水上、水下作业,不影响江河通航,不损坏江河两侧堤坝及河床结构,施工不受季节限制,具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。
2.5 与其它施工方法比较,进出场地速度快,施工场地可以灵活调整,尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性,并且施工占地少工程造价低,施工速度快。
2.6 大型河流穿越时,由于管线埋在地层以下9—18mm,地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少,所以起到自然防腐和保温的功用,可以保证管线运行时间更长。
3、水平定向钻机系统简介:各种规格的水平定向钻机都是由钻机系统、动力系统、控向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成,它们的结构及功能介绍如下:3.1 钻机系统:是穿越设备钻进作业及回拖作业的主体,它由钻机主机、转盘等组成,钻机主机放置在钻机架上,用以完成钻进作业和回拖作业。
转盘装在钻机主机前端,连接钻杆,并通过改变转盘转向和输出转速及扭矩大小,达到不同作业状态的要求。
3.2 动力系统:由液压动力源和发电机组成动力源是为钻机系统提供高压液压油作为钻机的动力,发电机为配套的电气设备及施工现场照明提供电力。
3.3 控向系统:控向系统是通过计算机监测和控制钻头在地下的具体位置和其它参数,引导钻头正确钻进的方向性工具,由于有该系统的控制,钻头才能按设计曲线钻进,现经常采用的有手提无线式和有线式两种形式的控向系统。
3.4 泥浆系统:泥浆系统由泥浆混合搅拌罐和泥浆泵及泥浆管路组成,为钻机系统提供适合钻进工况的泥浆。
3.5 钻具及辅助机具:是钻机钻进中钻孔和扩孔时所使用的各种机具。
钻具主要有适合各种地质的钻杆,钻头、泥浆马达、扩孔器,切割刀等机具。
辅助机具包括卡环、旋转活接头和各种管径的拖拉头。
穿越施工现场布置图1.入土点是定向钻施工的主要场所,钻机就布置在该侧,所以施工占地比较大,DD330钻机的最小占地为30×30M,当然也可以根据现场的实际情况作相应调整,DD60、DD-5的占地相应要小得多。
2.出土点一侧主要作为管道焊接场地,在出土点应有一块20×20M的场地作为预扩孔、回拖时接钻杆和安装其他设备时使用;在出土点之后有一条长度与穿越长度相等的管线焊接作业带。
穿越实例大沽沙穿越钻机场地布置1998年9月到10月之间,在天津塘沽大沽沙海河,我公司仅用45天时间完成了两条Φ219×8,一条Φ426×9,长度为960米的管道穿越。
大沽沙穿越焊接场地(只显示了两条管道)水平定向钻穿越施工工艺流程图使用水平定向钻技术穿越河流和其它障碍物的施工方法在世界范围内得到了广泛的运用。
水平定向钻穿越承包商协会认为:在工程项目招投标过程中,水平定向钻承包商应设法获取尽可能多的相关信息以提出完整并具竞争力的报价,承包商在开工前应该获得以下信息,以保证日后的工作可以顺利进行,并在此条件下完成工程项目的施工,同时足够的施工前的各类信息还可以保证施工过程更安全,减少对周围环境的破坏,使工程进行的更顺利。
一、概述A、发展与使用水平定向钻技术最早出现在70年代,是传统的公路打孔和油田定向钻井技术的结合,这已成为目前广受欢迎的施工方法,可用于输送石油、天然气、石化产品、水、污水等物质和电力、光缆各类管道的施工。
不仅应用于河流和水道的穿越,同时还广泛应用于高速公路、铁路、机场、海岸、岛屿以及密布建筑物、管道密集区等。
B、技术限制定向钻施工技术首先应用于美国海岸地区的冲积层穿越,现在已经能够开始在粗沙、卵石、冰碛和岩石地区等复杂地质条件下进行穿越施工。
最长的穿越施工已达6000英尺、管道直径为18英寸。
C、优势事实证明:水平定向钻穿越是对环境影响最小的施工方法。
这项技术同时还可以为管道提供最的保护层,并相应减少了维护费用,同时不会影响河流运输并缩短施工期,证明是目前效率最高,成本最低的穿越施工方法。
D、施工过程和技术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,承包商也许会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。
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)。
例如,如需安装36英寸管线,钻孔必须扩大到48英寸或更大。
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。
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土而出。
二、现场布局和设计A、道路施工现场两侧都需要重型设备,为缩减成本,通往两侧施工现场的道路应尽可能利用现有道路以减少新修道路距离,或利用管道线路的施工便道,所有相关道路使用权的协议都应由业主提供,在投标阶段再来讨论这些问题为时已晚。
B、工作场地1、钻机一侧——钻机施工场地至少需要30M(100FT)宽,长45M(150FT)的面积。
该面积从入土点算起,入土点应位于规定的区域内至少3M(10FT)处,同时由于许多钻机配套的设备或配件没有规定的存放地点,所以钻机一侧施工现场可由许多不规则的小块组成,以便节省占地面积,现场尽量要平整,坚硬,清洁,以便有利于进行施工。
由于穿越施工时需要大量的淡水供搅拌泥浆用,所以施工现场要尽量靠近水源或便于连接自来水管道的地方。
2、管道一侧----为便于预制成品管道,管道一侧要有足够长度的施工现场,这也是要重点考虑的事情。
现场宽度应满足管道施工的需要(一般为12----18米)。
同样在出土点一侧也需要30米(100FT)宽乘以45米(150FT)长的施工现场。
总长度以能够摆放下所预制的管道为准,(场地的总长度一般为穿越管道长度再加上30米,)在回拖前,要将管道预制完成,包括焊接,通球,试压防腐等工序,在回拖过程中,不能再进行管道的连接工作,因为回拖过程是要连续进行的,若此时进行管道连接将可能造成地下孔洞的塌方,极可能造成整个工程施工的失败。
C、施工现场勘察一旦施工地点确定,应对相应区域进行勘测并绘制详细准确的地质地貌图纸。
最终施工的精度取决于这一勘测结果的精度。
D、施工设计参数1、覆盖层厚度----考虑的因素包括所穿越河流的流量特征,季节性洪水冲刷深度,未来河道的加宽和加深,现有管道和电缆的位置等因素。
一旦确定了施工地点并完成地质调查,穿越层的厚度也就确定了,一般来说,覆盖层应至少是6米(20FT)厚。
以上仅是针对河流穿越而言的,对于其它障碍物的穿越会有另外的要求。
2、钻进角和曲率半径----在大多数穿越施工中,入土角通常选择在8--12度之间,多数施工应首先钻一段斜直线,然后再钻一段大半径曲线。
此曲线的曲率半径由成品管线的弯曲特性决定,随直径增大而增大,钢管道曲率半径的拇指法则是100FT/IN(一般取管道直径的1000—1200倍)。
斜直线将导向孔曲线按照预定的走向引导到设计的深度,然后是一段在此深度上的长长的水平直线,然后到达向上的弯曲点再到出土点。