水平定向钻进工艺及技术培训资料

千米定向钻机培训资料一、什么是千米定向钻机千米定向钻机，简称定向钻机，是一种用于在地下进行水平、垂直或者倾斜定向钻探的工具。

它利用高压液体驱动钻头在地下进行钻探，可以应用于地质勘探、工程建设、石油开采等领域。

定向钻机具有钻孔精度高、可控性强、施工效率高等优点，逐渐成为工程施工中的重要设备。

二、定向钻机的工作原理定向钻机主要由液压系统、控制系统和钻具组成。

液压系统负责提供动力，控制系统负责控制方向和位置，钻具则具体执行钻探作业。

具体工作过程如下： 1. 钻机通过液压系统驱动旋转钻杆，产生旋转力。

同时，液压系统将高压液体输送到钻头内部； 2. 高压液体通过钻头的喷嘴喷射出来，产生的推力可以将钻头推向地下，完成钻进； 3. 钻杆在钻进的过程中，通过控制系统调整旋转和倾斜角度，以实现定向钻探； 4. 钻进到目标位置后，停止供液，钻杆逐渐回转退出。

三、定向钻机的应用领域定向钻机广泛应用于以下领域： 1. 地质勘探：用于获取地下构造、岩层和矿产资源等信息； 2. 水井钻探：用于钻取供水井、排水井等； 3. 油气开采：用于钻取石油、天然气的生产井； 4. 地下工程：用于建设地铁隧道、桥梁基础等。

四、千米定向钻机的关键技术千米定向钻机的关键技术包括以下几个方面： 1. 定向控制技术：通过控制钻杆的旋转和倾斜，实现钻孔的定向控制； 2. 钻头设计技术：合理设计钻头结构和钻头喷嘴，提高钻进效率和钻头的耐久性； 3. 液压系统技术：提供足够的液压动力和控制能力，确保钻进过程的稳定性； 4. 钻杆材料技术：采用高强度合金钢材料，提高钻杆的耐磨性和抗扭转能力。

五、定向钻机的操作技术要点定向钻机的操作技术要点包括以下几个方面： 1. 钻孔设计：根据实际需求，合理设计钻孔的方向、位置和倾斜角度； 2. 钻具组装：正确组装钻具，保证钻具质量和连接可靠； 3. 液压参数调整：根据不同岩层的硬度和钻孔深度，调整液压系统的参数； 4. 定向控制操作：根据钻进过程中的测量结果，调整钻杆的旋转和倾斜角度，实现定向控制； 5. 安全操作：遵守操作规程，确保安全生产。

培训讲义一、水平定向钻机第一节 设备能力的定义大部分的机器均采用回拖力来衡量设备能力的大小，例如：CASE6030、Ditch WitchJT7020、VermeerD55×100、AMERICAN AUGERSDD990、北京土行孙DDW320、深圳钻通ZT-35等。

进口的设备一般以磅为计量单位，国产机器都以KN 来衡量推拉力。

除了推拉力，所有的设备还有一个重要的参数——扭矩。

在定向钻发展的初期阶段，人们认为设备主要是用来回拖管线，制造厂商会着重宣传机器的推拉力。

随着技术的发展，大家都认识到扭矩也是一个重要的因素。

因为，在定向钻施工时，主要是靠扭矩来切削地下土层，设备没有合适的扭矩，也同样不能很好地完成工程。

因此，对于不同能力的定向钻必须有相互配合的推拉力和扭矩。

另外，国外制造的机器都按照标准配备了机载高压泥浆泵，也非常重视机载高压泥浆泵的输送能力。

这种配置的出发点在于——认识到泥浆对定向钻施工的重要性：泥浆是一种工具，其在定向钻施工中的重要性—相当于人体的“血液”，其主要目的------减少施工阻力和风险，是发挥定向钻潜力的“酵母”。

第二节 定向钻的组成定向钻机的主要由以下几部分组成：发动机——为液压系统提供动力；液压泵——为各种动作的提供液压能量；液压马达和液压缸——执行需要的工作动作。

在定向钻机中，发动机是设备的主要部分，它的性能好坏直接影响到机器是否能保持良好的工作状态。

如果没有足够的功率支持，在施工中遇到较大的阻力时，就会出现发动机不能正常工作甚至熄火的现象。

按照要求进行使用、维护和保养，是让发动机延长使用寿命的关键。

液压泵是定向钻机中的核心部分，它们为所有的工作提供了动力来源。

一般选用二到三个液压泵来分别为不同的工作部分提供高温高压液压油。

在定向钻机的施工中，需要实施推拉、旋转、保证高压泥浆的供应以及完成其它的辅助动作（如装卸钻杆、机器行走、地锚固定等）。

比较好的定向钻机会设置了三个液压泵来分别满足推拉、旋转、泥浆或辅助动作所需要的动力。

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。

水平定向钻进拉管施工工法工法编号：FJGFEJ14-20111 前言随着我国经济持续稳定地增长，城市化进程的进一步加快，我国地下管线的需求量也在逐年增加。

加之现代文明意识和环保意识的逐渐加强，开挖路面进行地下管线施工导至的社会问题、交通问题和环境污染问题已越来越受到人们的关注，城市限制开挖施工的法规将陆续出台。

非开挖技术地下管线施工具有不污染环境，不影响交通，施工周期短，综合成本低等优点。

在地下管线施工中获得广泛应用。

作为非开挖技术之一的水平定向钻进拉管施工，近几年来取得长足发展，在城市地下管网施工中得到越来越多的应用。

在福建省泉州晋江市乌边港截污管道工程等地下管网施工中，采用该工法取得明显的社会和经济效益。

2 特点2.0.1施工工艺简单，可操作性强，容易组织实施；通过对现场勘察，设计好穿越线路，连接钻头和管道，钻机就位，即可开始施工。

2.0.2不污染环境，不影响交通，对地层地面破坏小，能满足城市地下管网施工高环保的要求。

2.0.3成本低，社会效益与经济效益显著，可减少开挖行政审批，便于施工组织，综合成本低。

2.0.4安全性好，由于采用拉管施工，施工人员操作均在地面上进行，避免了深基坑作业等不良施工条件的影响，提高安全系数。

2.0.5管道连接质量好，因管道连接均在地面上进行，单段管道连接合格后一次拉管铺成，提高了管道连接质量。

2.0.6施工周期短，与传统“挖槽埋管法”相比，大大缩短了施工周期，无须运输和堆放土，只须运输少量泥浆。

3 适用范围3.0.1本工法适用于市政给水排水施工。

3.0.2本工法是一种非开挖铺管技术，适用于穿越河流、湖泊、建筑等障碍的管道铺设以及不适合开挖的城市市政地下管网施工。

3.0.3适用于不含大卵石的各种地层，包括含水地层，不适用于砾石层，一般用于软土层。

3.0.4适用管材为钢管和PE管，管径为200—1200mm，管线长最大可达1500m。

3.0.5因受到探测器的探测深度限制，导向钻进深度最大15m。

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。

****工业园路口至****输水管道工程施工（标段1）水平定向钻专项施工方案编制单位：编制人：审核人：编制日期：目录一、综合说明 (004)1.1工程概况 (004)1.2编制依据 (004)1.3主要工程量 (005)二、施工组织部署 (006)2.1施工工艺流程 (006)2.2施工组织与管理 (007)2.3施工准备 (009)2.3.1施工平面布置 (009)2.3.2材料准备 (009)2.3.3设备准备 (010)三、主要分部分项工程施工方案 (012)3.1测量定位放线 (012)3.1.1测量定位放线 (012)3.2定向钻穿越施工方案 (012)3.2.1钻机就位和调试 (012)3.2.2钻孔导向 (012)3.2.3分级反扩成孔 (013)3.2.4管道回拖 (014)四、施工质量管理措施 (015)4.1质量管理措施及管理网络 (015)4.2针对本工程的质量保证措施 (016)五、安全、文明、环保措施 (017)5.1安全施工 (017)5.1.1安全工作目标 (017)5.1.2安全作业规程 (017)5.2文明施工 (017)5.3环境保护措施 (018)、一、综合说明1.1工程概况本工程输水管道为从化市西部明珠工业园路口至鳌头镇龙潭墟输水管道工程的一个子项工程。

本工程输水管道东起355省道与明珠工业园交叉口，西至万宝加压泵站，输水管线敷设于355省道南侧绿化带内，全场约6公里。

东接已建355省道DN800输水管及明珠大道DN600输水管，沿路敷设，接入万宝加压泵站加压后出水管与万宝加压泵站～X286路口段的DN600给水干管。

本工程输水管道采用K9级球墨铸铁管，外表喷锌、最后喷涂沥青涂层、内表面内衬水泥砂浆、零件、承插管接口处填充料和内防腐材料都要符合现行国家标准的规定。

球墨铸铁管采用T型滑入式橡胶圈接口。

局部牵引过路、过桥梁涵洞及过河处采用Q235B钢管，钢管连接采用焊接，钢管与球墨铸铁管连接处采用法兰连接。

水平定向钻施工技术(全文)模板一：正文：一、水平定向钻施工技术概述水平定向钻施工技术是一种利用钢管钻具实现管道铺设的方法。

该技术将钢管钻头安装在末端，通过旋转和推进，将钢管钻具沿着预定路径推进，最终完成管道的铺设。

二、水平定向钻施工前期准备2.1 地质勘察：对施工区域进行地质勘察，了解地层情况和地下水位，为施工提供数据支持。

2.2 设计方案：根据勘察结果和管道需求，制定施工的设计方案，包括井位选择、钻孔路径、深度等。

2.3 材料准备：准备好所需的钢管、钢管钻头、钢管弯头等材料。

三、水平定向钻施工过程3.1 施工准备：搭设施工现场，包括钻井设备、支护设备、排水设备的安装。

3.2 钻孔施工：根据设计方案，在选定的井位上进行钻孔，通过旋转和推进，将钢管钻具沿着预定路径推进。

3.3 吊装管道：完成钻孔后，利用起重设备将钢管吊装到井口，并逐段安装、组装，使管道形成连续线。

3.4 固化灌浆：在管道安装完成后，进行固化灌浆，加固管道，保证施工质量和稳定性。

四、水平定向钻施工后期工作4.1 清理井口：清理井口，将冲击泥浆和其他杂物清除。

4.2 检测：进行管道的检测，包括漏水测试、压力测试等，确认管道质量。

4.3 资料整理：将施工过程中的数据、资料整理归档，供后续参考和维护。

附件：附件一：水平定向钻施工现场布置图附件二：水平定向钻施工工艺流程图法律名词及注释：1. 钢管钻具：一种用于水平定向钻施工的工具，由钢管和钻头组成。

2. 施工方案：根据勘察结果和管道需求，制定的水平定向钻施工的具体实施方案。

模板二：正文：一、水平定向钻施工技术简介水平定向钻施工技术是一种通过钢管钻具实现管道铺设的方法。

该技术利用钢管钻头进行推进和旋转，使钢管钻具沿预定路径推进，最终完成管道的铺设。

二、水平定向钻施工前期准备2.1 地质勘察：进行地质勘察，了解施工区域的地层情况和地下水位，为施工提供参考数据。

2.2 设计方案：根据地质勘察结果和管道需求，制定施工的设计方案，包括井位选择、钻孔路径、钻孔深度等。