水平定向钻进管线铺设技术方案

水平定向钻进管线铺设技术方案

近年来我国使用非开挖水平定向钻进技术铺设各类管线取得了巨大的进展，在电讯、自来水、污水、燃气、电力和热力等管线铺设中都得到了广泛的应用。为了使本工程水平定向钻进工程有规可循，并保证保证施工质量、减少各类事故的发生，特制订水平定向钻进管线铺设技术方案。

一、术语

1、非开挖技术：以最小的地表开挖量进行各种地下管线探查、铺设、更换和修复的施工技术。

2、水平定向钻进：利用水平定向钻机以可控钻进轨迹的方式，在不同地层和深度进行钻进并通过定位仪导向抵达设计位置而铺设地下管线施工的施工方法。施工时，首先用导向钻具钻进小口径的导向孔；然后用回扩钻头将钻孔扩大至所需的口径；最后将生产管拉入孔内。

3、顶进/起始工作坑：为布置水平定向钻进施工存储泥浆而开挖的工作坑。

4、接受/出口工作坑：为回收水平定向钻进施工中排出的泥浆而开挖的工作坑，有称目标工作坑。

5、穿越：在地表下铺设跨越障碍物（河流、建筑物、铁路、高速公路等）管线的非开挖施工。

6、钻进液/泥浆：通常指水和澎润土或聚合物的混合物。

7、导向孔：平定向钻进施工时,首先利用导向仪测控钻孔方向钻进的

小口径钻孔。

8、入口/出口倾角：在进行水平定向钻进时，钻杆柱进入地层或从地层钻出的倾角。

9、回扩：水平定向钻进时，钻完导向孔后，往往需要扩大钻孔直径，此时将回扩钻头接在钻杆柱的前端往回拉进行扩孔的施工工序。

10、回扩钻头：水平定向钻进施工时，钻完导向孔后，用于扩大导向孔、接在钻杆柱前端的切削头。

11、回拉：水平定向钻进施工时，经扩大的钻孔将钻杆柱从出口坑向回拉到发射坑，同时铺设生产管的施工工序。

12、生产管：为不同目的而铺设的各种永久性地下管线，本次工程生产管为DN100PE塑胶管。

13、定位仪：一种用于确定从发射探头发射出来的电磁波信号位置和强度的电子仪器，也可用于探测地下管线的位置。

14、随钻测量：在钻进的同时连续不断地检测有关钻孔信息的测量技术。

二、优越性

在非开挖技术行业中，水平定向钻进是主要的增长领域之一。目前，在石油、天然气、自来水、电力和电信部门，水平定向钻进已是一种得到广泛认可的铺管施工技术，由于水平定向钻进施工精度的提高，也可用于污水管和其它重力管线的铺设。

水平定向钻进穿越与其它施工方法相比，对环境的影响最小，能提供障碍物下管线覆盖的深度大，对管线的保护作用大，维修费用小，

许多情况下费用更低。

三、技术工艺

水平定向钻进穿越铺设施工普遍采用：首先钻进导向孔，然后扩孔，最后回拉铺管的施工技术工艺。

1、导向孔：导向孔钻进一般采用小直径全面钻头，进行全孔底破碎钻进。在钻头底唇面上或钻具上，安装有专门的控制钻进方向的机构。在钻具内或在紧接其后部位，安装有测量探头。钻进过程中，探头连续或间隔地测量钻孔位置参数，并通过无线或有线的方式实时地将测量数据发送到地表接收器。操作者根据这些数据及其处理这些数据得到的图表，采取适当的技术措施调整孔内控制钻进方向的机构，从而人工控制钻孔的轨迹，达到设计要求。

本工程孔内控制钻进方向的机构是钻头底唇面采用非平衡结构设计，如常钻头唇面是一个斜面，当钻头连续回转时钻进直孔，保持钻头不回转加压时，则钻孔钻进偏斜。这类方法因需要在不回转的条件下破碎岩层，所以在软质的土层采用钻进液喷射辅助破碎方式钻进。

2、扩孔：导向孔完成后，必须将钻孔扩大至适合成品管铺设的直径。一般，在钻机对面的出口坑将扩孔器连接于钻杆上，再回拉进行回扩。根据导向孔与适合成品管铺设孔的直径大小和现场地层情况，扩孔可一次进行。最终扩孔直径为1.2倍PE管外径，即158mm。

3、拉管：扩孔完成后，即可拉入需铺设的DN100PE管。管子应预先全部热熔连接妥当，以利于一次拉入。

拉管时，应将扩孔器接在钻杆上，然后通过单动接头连接到管子

的拉头上，单动接头可防止管线与扩孔器一起回转，保证管线能够平滑地回拖成功。

四、施工设备

1、钻机：钻机采用地表始钻式钻机，型号：地龙DL150型，该钻机具有行走机构，方便迁移。

2、钻进液：本工程施工钻进液采用泥浆，钻进液可冷却、润滑钻头、软化地层、辅助破碎地层、调整钻进方向、携带碎屑、稳定孔壁、回扩和拖管时润滑管道。