贵州顶管施工
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定向钻岩层中导向工艺

2020-07-27 13:50:52

当在岩层中无法用只推不转的方法改变钻孔方向时,一般的做法是将普通切削式斜面钻头(导向板)换成偏心式磨削钻头或单掌牙轮钻头,这时若要改变钻孔轨迹方向,需推顶和间歇回转同时作用,即在导向仪钟面显示的预设转弯方向点两侧各60度扇形范围内推顶并转动,实现偏心磨削,在钟面指示的其余各点则空转过去。


例如,要使定向钻钻孔轨迹朝钟面指示的12点钟位置(朝上)改变方向,需将偏心钻头空转至10点钟处,施加推力,推转至2点钟位置,形成120度扇形面的磨削。然后稍微回拉钻头,使脱离切削面,再空转至10点钟位置,施加推力,推转至2点钟位置,实现另一次120度扇形面的磨削。这样反复进行推转和空转,使钻孔轨迹偏离原来轴线,朝上倾斜一个角度,实现转弯。

贵州定向钻

这种施工工艺只能间歇性克取岩石,而这种推转和空转的转换操作需人为地一下一下进行,使导向效率极低,改变一次方向需数小时之久。在破碎地层或卵石地层中由于不均匀性,有时根本无法实现有效控向。


另一种传统的岩石钻进工艺是孔底泥浆马达,这种工艺条件下钻孔转弯时,泥浆马达通过由钻杆内腔输送来的高压泥浆驱动,提供牙轮钻头克取岩石所需扭矩,钻杆无须回转,只提供推力和钻孔方向控制,泥浆马达与钻杆轴线间有一安装偏角,以实现方向改变;钻直线孔时,钻杆与泥浆马达同时回转。使用这种工艺进行施工时,存在如下问题:


(1)机器需配置高压力大流量泥浆泵以确保泵送足够的泥浆驱动泥浆马达工作。普通钻机现有泥浆泵难以满足要求;

(2)泥浆耗量比普通钻进时的大2-3倍,使泥浆材料的消耗成本大大提高;

(3)需配备专门的大功率泥浆搅拌系统,以满足大量泥浆需要;

(4)从环保角度看,特别在城市施工时,大量的废浆需要处理,增加了施工成本;

(5)为使泥浆动力有效到达泥浆马达部位,对钻杆柱各连接处的密封要求及抗高压冲刷要求进一步提高;

(6)探头容纳管与导向钻头之间增加了1米多长的泥浆马达,使钻孔轨迹的控向精度受到影响。


传统的方法还有利用气动潜孔锤工艺和液压冲击整体钻杆柱方法进行岩层导向孔施工,这些方法虽然在碎岩效率上有所提高,但在钻孔转弯时都只能采用偏磨的方式进行,总体效率依然很低。另外,气动潜孔锤工艺中需另外配备高压力大流量空压机,干式钻进时则还需一套降尘和除尘装置;而液压冲击整体钻杆柱的方法则增加了钻杆的疲劳破坏程度,影响施工安全和钻杆使用寿命。


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