水平定向鉆進技術是 將石油工業的定向鉆進技術和傳統的管線施工方法結合在一起的一項施工新技術,它具有施工速度 快、施工精度高、成本低等優點,廣泛應用于供水、煤氣、電力、電訊、天然氣、石油等管線鋪設施工 工程中。水平定向鉆進設備,在十幾年間也獲得了飛速發展,成為發達國家中新興的產業。其發 展趨勢正朝著大型化和微型化、適應硬巖作業、自備式錨固系統、鉆桿自動堆放與提取、鉆桿連接自 動潤滑、防觸電系統等自動化作業功能、超深度導向監控、應用范圍廣等特征發展。該種設備一般適 用于管徑φ300~φ1200mm的鋼管、PE管,最大鋪管長度可達1500m,適應于軟土到硬巖多種土壤條件,應用前景廣闊。

1、定向鉆穿越施工具有不會阻礙交通,不會破壞綠地,植被,不會影響商店,醫院,學校和居民的正常生活和工作秩序,解決了傳統開挖施工對居民生活的干擾,對交通,環境,周邊建筑物基礎的破壞和不良影響。

2、現代化的穿越設備的穿越精度高,易于調整敷設方向和埋深,管線弧形敷設距離長,完全可以滿足設計要求埋深,并且可以使管線繞過地下的障礙物。

3、城市管網埋深一般達到三米以下,穿越河流時,一般埋深在河床下 9—18米,所以采用水平定向鉆機穿越,對周圍環境沒有影響,不破壞地貌和環境,適應環保的各項要求。

4、采用水平定向鉆機穿越施工時,沒有水上、水下作業,不影響江河通航,不損壞江河兩側堤壩及河床結構,施工不受季節限制,具有施工周期短人員少、成功率高施工安全可靠等特點。

5、與其它施工方法比較,進出場地速度快,施工場地可以靈活調整,尤其在城市施工時可以充分顯示出其優越性,并且施工占地少工程造價低, 施工速度快。

6、大型河流穿越時,由于管線埋在地層以下 9—18米,地層內部的氧及其他腐蝕性物質很少,所以起到自然防腐和保溫的功用,可以保證管線運行時間更長。

7、預擴孔,是在地質情況和地下管線探測或勘測清楚的情況下逐級按照管徑大小的1.3~1.5倍把孔回擴到預期直徑的大小。

1、由于水平定向鉆施工是一項新的生產工藝技術,我國尚無統一的技術標準和施工驗收規范,造成對工程設計、施工質量的把控沒有官方依據。一旦發生質量事故,對責任方的認定也造成一定難度。

2、由于采用定向擴孔拖拉,施工結束時,管材與回擴孔之間的空隙處理,不能像開槽敷設施工那樣進行回填夯實。因此,對管材沉降要求比較高的工程在實際使用中存在著一定的風險。

各種規格的水平定向鉆機都是由鉆機系統、動力系統、控向系統、泥漿系統、鉆具及輔助機具組成,它們的結構及功能介紹如下：

1、鉆機系統：是穿越設備鉆進作業及回拖作業的主體,它由鉆機主機、轉盤等組成,鉆機主機放置在鉆機架上,用以完成鉆進作業和回拖作業。轉盤裝在鉆機主機前端,連接鉆桿,并通過改變轉盤轉向和輸出轉速及扭矩大小,達到不同作業狀態的要求。

2、動力系統：由液壓動力源和發電機組成動力源是為鉆機系統提供高壓液壓油作為鉆機的動力,發電機為配套的電氣設備及施工現場照明提供電力。

3、控向系統：控向系統是通過計算機監測和控制鉆頭在地下的具體位置和其它參數,引導鉆頭正確鉆進的方向性工具,由于有該系統的控制,鉆頭才能按設計曲線鉆進,現經常采用的有手提無線式和有線式兩種形式的控向系統。

4、泥漿系統：泥漿系統由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成,為鉆機系統提供適合鉆進工況的泥漿。

5、鉆具及輔助機具：是鉆機鉆進中鉆孔和擴孔時所使用的各種機具。鉆具主要有適合各種地質的鉆桿,鉆頭、泥漿馬達、擴孔器,切割刀等機具。輔助機具包括卡環、旋轉活接頭和各種管徑的拖拉頭。