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一、水平定向钻扩孔器堵了怎么办
进行清理。水平定向钻扩孔器堵了需要进行清理,从而使水平定向钻扩孔器能正常使用。水平定向钻扩孔器是水平定向钻机扩孔过程中的核心部件。在水平定向钻施工中,扩孔器是沿导向轨迹对土体、岩土进行切削、破碎的工具。
二、非开挖水平定向钻在天然气长输管线穿越河流中的应用
非开挖水平定向钻在天然气长输管线穿越河流中的应用
合肥都市圈高压天然气管线瓦东干渠穿越工程采用水平定向钻施工工艺。此工程穿越位置在瓦东干渠与沪陕高速交口西南侧450米处,管线设计穿越长度为600米,穿越最大深度约19米。穿越管线材料为D711×12.7mmL485M直缝双面埋弧焊钢管。
穿越段管道设计考虑了四级地区特点,选用DN700×12.70mmL485M直缝双面埋弧焊钢管(GB/T9711-2017PSL2)。管道采用聚乙烯三层结构(3PE)加强级外防腐层,补口、补伤采用定向钻专用聚乙烯热收缩套(带)三层结构。穿越管线与瓦东干渠河道交叉角度约48度,起始与终点里程桩分别为K3+125.3与K3+725.3,定向钻穿越水平长度600米,穿越最大深度约19米。穿越入土端、出土端地面高程分别为53.04米与51.24米,入土角与出土角分别为8度与6度,穿越最低点控制标高为30.35米。
根据穿越地形、地质条件和管径,定向钻穿越的出、入土角度确定为8度与6度。定向钻管段纵向设有2处弹性曲线,曲率半径为1067米(1500D)。
管线回拖力分析计算与设备能力比较:回拖力计算为42.5吨,选择最大回拖力为200吨的DDL2000钻机,完全满足施工要求。
定向钻穿越施工方案包括钻机就位和调试、配制泥浆、钻机试钻、导孔钻进、分级扩孔成孔、管道回拖等步骤。泥浆配制需符合不同阶段要求,以保证施工顺利进行。
钻机试钻后,需进行导孔钻进,确定导向孔是否可用。在出土点钻头出孔后,进行分级扩孔成孔,采用不同直径钻头进行扩孔,确保成孔质量。管道回拖时,需根据土层情况控制回拖速度,并采取相应措施防止管道损伤。
定向穿越「扩孔器」种类及地质适用性
2023-08-0909:15·中科非开挖
定向穿越「扩孔器」种类及地质适用性扩孔器是水平定向钻机扩孔过程中的核心部件。在水平定向钻施工中,扩孔器是沿导向轨迹对土体、岩土进行切削、破碎的工具。从导向孔扩大到合适的孔径,通常需要多级扩孔、多次清孔。扩孔器按结构特点可分为桶式扩孔器、板式孔器、飞旋式扩孔器、牙轮式扩孔器、滚轮式扩孔器等。
|桶式扩孔器桶体扩孔过程中对孔壁有一定挤压、稳壁功能。桶体外表面堆焊耐磨材料可以保径,又可以修正井壁。扩孔器的后端盖焊有大锥度圆锥面的碳化钨硬质合金刀头,有利于塌方情况下进行反方向正扩。桶式扩孔器也可以分为一般桶式扩孔器和流道式桶式扩孔器,后者采用螺旋式流道槽,更利于泥浆和岩土屑的疏导。此外,还有一种板桶式扩孔器,它除了具有板式的大切削刃特点,还具有桶式扩孔器对孔壁的挤压修正作用和大浮力作用,扩大孔效率很高。
|板式扩孔器板式扩孔器刀体结构采用大切削刃钻进,能够实现分级扩孔。扩孔尺寸从480~1625mm,水眼直径在71~76mm,个数在12、20、24不等。
|飞旋扩孔器飞旋扩孔器采用硬质合金切削齿,其上方安装的喷嘴可互换。扩孔尺寸为480-1625mm,水眼直径为76mm,个数在12、20、24不等。
|牙轮扩孔器牙轮扩孔器无固定齿形与轴承,需根据不同地层结构选合适的齿型和轴承结构。采用掌背倾斜,冷镶防磨合金设计,具有牙轮防脱结构,主要防止牙轮轴承损坏后牙轮脱落,造成孔内事故。牙轮扩孔器适合于水平定向钻施工,其设计强度高,耐磨性能好,使用寿命长,安全性能好。扩孔尺寸为220~1600mm。牙轮扩孔器结构如图所示,牙轮扩孔器多以牙轮钻头的单个牙掌和牙轮作为1个切削刃,切削刃数量在3个及以上,扩孔器由后扶正板、后挡板、芯轴、前挡板、前扶正环、前扶正板、牙轮、牙掌等构成。扩孔器采用焊接工艺将各组件连接、固定。牙轮扩孔器扩孔过程由螺杆钻具提供扭矩、钻机提供拉力。同石油钻井类似,牙轮扩孔器根据钻头本体牙轮的不同类型可分为铣齿牙轮扩孔器图、镶齿牙轮扩孔器。(1)铣齿牙轮扩孔器铣齿牙轮扩孔器是指使用牙轮的牙齿是铣齿,即在牙轮基体上铣出的齿,其耐磨性相对较差。为了提高其耐磨程度,常在其上敷焊硬合金层。(2)镶齿牙轮扩孔器镶齿牙轮扩孔器是指使用牙轮的牙齿是镶齿,即将由硬质合金制作的牙齿镶嵌在牙轮壳体上,这类牙齿硬度大、耐磨性能好,使用寿命长。缺点是镶齿的质脆,易崩坏及因镶齿不牢而脱落。
|滚轮扩孔器滚轮扩孔器采用大直径金属密封滚刀设计,轴承寿命长达100小时以上。独有的多级防脱互锁装置,防止钻头空甩时脱扣及轴承损坏时滚刀外壳脱落。同时具有优秀的水力学设计,排渣通畅,水力破岩。钻头采用优质合金钢精锻,大型钻头本体采用减重设计,减轻轨迹变形。扩孔尺寸为400~2000mm。
|扩孔器地质适用性扩孔在非开挖定向穿越施工中至关重要,成孔质量的好坏直接关系到管线回拖的成败。各种扩孔器的自身结构特点决定了扩孔器工作方式以及适用范围。与实际工程相结合,总结了近十年以来的我国非开挖穿越工程中扩孔器应用的案例:
通过分析以上工程应用案例,结合扩孔器的结构,现有扩孔器的优缺点及地质适用性总结如表:|结语各种扩孔器自身结构特点决定扩孔工作方式、用途、以及适用范围,其中桶式扩孔器、板式扩孔器、飞旋式扩孔器适用土层穿越,牙轮式扩孔器和滚轮式岩石扩孔器适用于岩层穿越。在水平定向钻1*3*1+19-10/29+7-3穿越工程中,尤其是长距离穿越工程,地层情况复杂,扩孔器对地层适应性就极为重要。
水平定向钻穿越预扩孔应考虑以下三个方面:1.扩孔器的使用寿命2.每级扩孔时扩孔器产生的扭矩值3.扩孔的效率及经济性。牙轮扩孔器具有地质适应性强、设计强度高、耐磨性能好、使用寿命长、安全性能好等优点,能够进一步提升扩孔的效率和质量,适合于长距离定向穿越施工。所以针对长距离的水平定向穿越工程,在牙轮扩孔器上优化、改进极其有必要。
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