浅谈水平定向钻非开挖铺管施工技术

张皓添

摘 要：文章简单地介绍了非开挖式钻机各个重要零部件的基本功能，分析了各种结构的特点和优缺点，结合工作经验和实践、特点、适用范围、机械设备、工作原理、水平施工技术和方法，讨论了施工技术，总结出了设计的思路，以适合钻机和先导式孔钻等一系列配套装置的实践。

关键词：水平定向钻;非开挖铺管;施工技术

引言：

随着中国经济稳定增长和推动城市化建设进程的深入和加速，中国对地下水电管线产品的需要逐年扩大。近年来，城市工程钻机市场的进步促使水平定向钻机快速推动我国工业的发展，目前正朝着一种高性能，全液压，紧凑型的建筑结构和一种大功率钻机发展的方向进行，但仍然存在许多问题。

1主要部件的结构类型比较

1.1底盘

钻机最基本的组成部分就是机架，它也可以说是钻头和工作载体。该部分应有足够高度的支撑，推进和爬坡能力。当前，履带式底盘钻机已在国内工业中被普遍采用。

1.2钻机进退机构

1.2.1油缸链类型

这种结构被我们统称为倍速器，是一种采用气缸驱动的结构，用于移动发电机的动力齿轮使之移动。在操作过程中，动力头的转矩和速度大约是液压缸的两倍，并且传动皮带轮驱动液压缸和皮带轮被安装到钻机中。其主要优点之一就是油缸长间距短，稳定能力强，速度快，效率高[1]。气缸极具有限的推动能力，这是一个尤为明显的不足，它具有许多传动连杆，复杂的结构以及不便的拆卸和安装。

1.2.2电机链类型

由低速和高扭矩的液压马达驱动，直接经过减速器来驱动链轮，并通过减速器来驱动发电机的动力头进行向前和向后的运动。它的主要优点之一就是它具有结构紧凑，钻塔体积小，钻头的质量较低以及在与拉回时具有相当大的承重性。最大缺点之处就在于，它很容易受到石油粘度和温度的影响，从而造成低速和大扭矩电动机的泄漏，从而严重影响了钻头使用性能。

1.3回转机构

非开挖式钻机旋转发电机构为全液压驱动的头型。所选择的动力头与电机之间的轴承及其驱动特性是影响钻机工作性能的一个重要因素。按照各个制造商的主要参数来确定各种动力车头的主要性能参数，每一个制造商的主体参数都将取决于其所在市场[2]。通常，输出扭矩决定了钻孔大小，而拉力决定了拖曳管长度。

2施工技术与施工组织

2.1机械设备

水平式定向钻头控制器具有地下障碍物的定向操作，避免了地下障碍物，施工精度高，控制装置是采用地下定位系统等技术优点。专用的扩孔装置和一台较为大排量的搅拌泥浆泵，可以让扩孔式钻井及其他扩孔装置变得更为顺畅，加快了施工设备安装和施工速度。

2.2工艺流程

2.2.1测量和设置

地下开挖是一个危险的子项目，因此施工单位必须为其准备一份专门的施工方案，并在实际施工前由专家进行演示。施工单位负责组织好施工前的招供测试工作，并根据设计的图纸及相关技术方案进行了线路测量。根据施工现场的尺寸及其大小与出入口处的坐标来测绘[3]。

2.2.2钻井设备及配套设备

钻机地锚应该同时位于一条交叉交通管路的指定位置，地锚钻机应该同时放置在一条交叉交通管路工程中的一个位于地锚内的土坑上，根据其具体施工设计方案需要进行施工布局，钻机及机械支撑传动装置地锚应该同时位于一条交叉交通管路的指定位置。

2.2.3井眼轨迹曲线测量

根据建筑工程设计的要求，测量管路所设计出来的最优轨迹曲线是取决于埋深，地质情况，管道的允许曲率和半径，以及钻杆的最低曲率和半径。轨迹曲线包括水平倾斜角，方位偏移角，地面倾斜角，开挖偏移角，水平长度，最大管深和曲率半径[4]。

2.2.4导向孔钻进

必须按照所要求和测定的设计及其中所需要钻孔轨道的运动轨迹参数对导向孔进行钻取。将测量探头直接安装在一个钻孔工具上，用探头从一个钻孔中测量出一个钻头的位置和参数，并通过有线或无线将实时检测的数据传递给相应的地面接收儀器。为了能够在所要求的设计和测量出的轨道曲线区间内对其进行钻孔，工作人员将会采取恰当的技术措施以便于调整和监督钻孔的方向。需要检查探针的传递是否能够正常运行。如果发现异常，则必须及时纠正偏差，同时，必须避免由于以下原因而引起的不必要的麻烦。管道交叉口必须预先预制，并且必须提前采取防腐蚀措施，并且必须进行所有准备工作以防止不连续钻探。

2.2.5扩孔钻

扩孔主要是为了使管道的宽度从一定长度延伸到另一定长度，从而降低管道敷设的工作量和对回水管道的阻力。铰孔装置在钻孔的相对侧上的出口孔中连接到钻杆上以进行铰孔，此后钻杆不断地增加。在达到指定标准之前，大口径管道必须重新打开几次。在扩孔过程中，必须严格按照相关技术规范进行扩孔和钻孔操作，并且必须控制钻孔过程的参数。

3相关的问题的预管理

3.1员工技术培训

建设前的项目经理可以定期召开专门与建设相关的项目规划工作会议，为所有参加的人员提供专项技术培训。为了有效地确保监控器的操作和钻井过程中人员、机械手、电动车等之间的紧密配合，施工者必须遵循监控器的指令对其进行操纵，以有效地消除因人为错误而导致的操纵方向发生偏差。

3.2防止跑动现象

导向孔钻探步骤的关键是管道的交叉。由于尚未钻穿管道交叉口，因此在管道最前端的泥浆很容易带走相对大量的泥浆。在先导孔后半段，有必要降低泥浆的压力，因为如果距离较长，泥浆就很难从进入口处的孔中流出。在进行拓宽扩孔前半段，应使用较多的泥浆，孔中输送的泥浆将用于输送到入口点。在管道拖拉的阶段，整个小洞里都是充满了泥浆，因此在将一条管道往后推拉的同时，泥浆向内的位移和受到的压力也就不会变得很大。但是当管路穿过小洞时，孔中的水泥被进入管路内的小洞挤压，因此进入管路的速度一般不应过快。

4结束语

非开挖工作是高风险的建设项目。非开挖钻机的各种结构各有优缺点，应根据其钻探能力和市场地位进行合理选择。在经济，合理的前提下，有必要在施工过程中制定施工计划，并在批准后组织专家分析和论证，以确保先进的技术和安全可靠的工作。

参考文献：

[1]陈波.浅谈非开挖水平定向钻机拉管施工技术[J].居舍，2020（06）：40-41.

[2]崔婧.浅谈水平定向钻非开挖铺管施工技术运用[J].低碳世界，2018（08）：81-82.

[3]赵海军.谈水平定向钻非开挖铺管施工技术[J].山西建筑，2015，41（28）：111-112.

[4]李世民，唐伟，陈学军.非开挖水平定向钻机拉管施工技术探析[J].江苏水利，2015（04）：20-21.

（辽河油田建设有限公司，辽宁 盘锦124000）