凯斯6080型钻机在非开挖敷设工程中的应用

工程概况

管道规格：Φ325mm钢管及Φ90mm电缆护管各一根，长度624m，敷设深度12m；设备型号：CASE6080水平定向钻机(拖拉力36t，扭矩18600N·m，最大泥浆流量200GPM)；施工单位：广东顺德广通公司；施工地点：佛山顺德大良红岗市场；建设单位：中石油总公司；土质概况：沿钻进方向0～250m为软泥层和泥岩层，250～400m为未完全风化岩层，400～630m为回填碎石土层。

施工过程及工艺

1.工程难点

土质复杂：经过软土层、中硬岩层、回填碎石层（深达7～8m）、居民楼及办公楼（下有基础水泥桩）；控向难度大，角度波动大，而且出土点有一个夹角为135°的弧线，对钢管敷设非常不利；穿越长度较长，导向孔长度多达630m。

2.导向孔钻进

设备2005年9月1日进入施工场地，3日开始导向孔钻进，用普通钻具钻进至250m处时改为岩石三爪钻具，出现水压高、振动大等不稳定状况；4天后，钻进至350m处，8日钻进至400m处，9日出钻。因出土段回填碎石较多，方向难以控制，弧线在楼区内定向也较难，这些因素使出土点偏离预定点5.4m，为保证达到施工设计要求，将钻杆撤回至450m处，改向钻进；9月10－11日，出现扭矩、推力增大，分别达到2800PSI和2500PSI，仍无法改向，无法出钻；9月11日，将钻杆撤出，发现距入钻点100m处有4根钻杆在软泥层中严重变形。第一次导向钻进失败。

9月12日，设备转场，与广通公司商议由出钻点改为入钻点，重新于9月14日开始导向孔钻进。期间因在150m及250m处遇到居民及办公楼房的基础水泥桩而回撤2次。

9月17日，将信号棒内电池更换后再次入钻，于9月19日终于完全按照设计要求完成导向孔。历时近20天的导向孔钻进终于完成，现场施工人员激动之情溢于言表。

3.导向孔的扩孔

9月20日，按照要求在初级扩孔中使用Φ300mm扩孔器。当日中午12时开始扩孔，于次日下午18时初级扩孔完毕，历时27个小时。在250～300m处的未完全风化岩地层，单根钻杆扩孔时间近20分钟，异常困难。9月22日至28日进行Φ380mm、Φ480mm、Φ580mm及Φ680mm四级扩孔，膨润土用量达40t。

4.敷设孔的校正

为保证Φ325mm及Φ90mm两根钢管的安全敷设，十方公司技术服务人员建议采用校孔工艺，用Φ400mm，长9m多的钢管进行试回拖，对导向孔的偏差进行校正。中间曾出现拖力增大的情况，但因校孔工序的顺利完成，为成功敷设Φ325mm及Φ90mm两根钢管奠定了基础。

管线的敷设

10月1日下午16时，一切准备工作就绪，将Φ325mm及Φ90mm两根钢管与钻具连接后，管线开始回拖，随着管线缓缓进入孔内，工作人员的心情反而更紧张了。前100m的拖力高达2000PSI，扭矩在1000～3000PSI之间跳动，不稳定；但随着管线进入孔内长度的增长，拖力在200m处接近正常的1500PSI，扭矩亦趋于稳定；于次日凌晨12时50分，管线顺利敷设成功。液压系统显示此次管线敷设只用了钻机最大拖力的一半。

在此次中小型钻机的经典工程施工过程中，CASE6080钻机曾连续工作近百个小时，未出故障，显示出了该产品性能的稳定性及可靠性。