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非開(kāi)挖頂管工程淺談非開(kāi)挖定向鉆的發(fā)展
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A、發(fā)展與使用
水平定向鉆技術(shù)最早出現在70年代,是傳統的公路打孔和油田定向鉆井技術(shù)的結合,這已成為目前廣受歡迎的施工方法,可用于輸送石油、天然氣、石化產(chǎn)品、水、污水等物質(zhì)和電力、光纜各類(lèi)管道的施工。不僅應用于河流和水道的穿越,同時(shí)還廣泛應用于高速公路、鐵路、機場(chǎng)、海岸、島嶼以及密布建筑物、管道密集區等。
B、技術(shù)限制
定向鉆施工技術(shù)首先應用于美國海岸地區的沖積層穿越,現在已經(jīng)能夠開(kāi)始在粗沙、卵石、冰磧和巖石地區等復雜地質(zhì)條件下進(jìn)行穿越施工。最長(cháng)的穿越施工已達6000英尺、管道直徑為18英寸。 C、優(yōu)勢 事實(shí)證明:
水平定向鉆穿越是對環(huán)境影響最小的施工方法。這項技術(shù)同時(shí)還可以為管道提供最的保護層,并相應減少了維護費用,同時(shí)不會(huì )影響河流運輸并縮短施工期,證明是目前效率最高,成本最低的穿越施工方法。

D、施工過(guò)程和技術(shù)

1、導向孔:導向孔是在水平方向按預定角度并沿預定截面鉆進(jìn)的孔,包括一段直斜線(xiàn)和一段大半徑弧線(xiàn)。在鉆導向孔的同時(shí),承包商也許會(huì )選擇并使用更大口徑的鉆桿(即沖洗管)來(lái)屏蔽導向鉆桿。沖洗管可以起到類(lèi)似導管的作用,還可以方便導向鉆桿的抽回和更換鉆頭等工作。導向孔的方向控制由位于鉆頭后端的鉆桿內的控制器(稱(chēng)為彎外殼)完成。鉆進(jìn)過(guò)程中鉆桿是不做旋轉的,需要變換方向時(shí)若將彎外殼向右定位,鉆進(jìn)路線(xiàn)即向右沿平滑曲線(xiàn)前進(jìn)。鉆孔曲線(xiàn)由放置在鉆頭后端鉆桿內的電子測向儀進(jìn)行測量并將測量結果傳導到地面的接收儀,這些數據經(jīng)過(guò)處理和計算后,以數字的形式顯示在顯示屏上,該電子裝置主要用來(lái)監測鉆桿與地球磁場(chǎng)的關(guān)系和傾角(鉆頭在地下的三維坐標),將測量到的數據與設計的數據進(jìn)行對比,以便確定鉆頭的實(shí)際位置與設計位置的偏差,并將偏差值控制在允許的范圍之內,如此循環(huán)直到鉆頭按照預定的導向孔曲線(xiàn)在預定位置出土。
2、預擴孔: 導向孔完成后,要將該鉆孔進(jìn)行擴大到合適的直徑以方便安裝成品管道,此過(guò)程稱(chēng)為預擴孔,(依最終成孔尺寸決定擴孔次數)。例如,如需安裝36英寸管線(xiàn),鉆孔必須擴大到48英寸或更大。通常,在鉆機對岸將擴孔器連接到鉆桿上,然后由鉆機旋轉回拖入導向孔,將導向孔擴大,同時(shí)要將大量的泥漿泵入鉆孔,以保證鉆孔的完整性和不塌方,并將切削下的巖屑帶回到地面。
3、回拖管道:預擴孔完成以后,成品管道即可拖入鉆孔。管道預制應在鉆機對面的一側完成。擴孔器一端接上鉆桿另一端通過(guò)旋轉接頭接到成品管道上。旋轉接頭可以避免成品管道跟著(zhù)擴孔器旋轉,以保證將其順利拖入鉆孔?;赝嫌摄@機完成,這一過(guò)程同樣需要大量泥漿配合,回拖過(guò)程要連續進(jìn)行直到擴孔器和成品管道自鉆機一側破土而出。


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