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徐工XZ1000A水平定向钻在岩石地层施工技巧

第一工程机械网   2025/04/25 10:48

徐工XZ1000A水平定向钻在岩石地层施工中的技巧,主要涉及到施工准备、施工过程的技术控制以及扩孔器的选择等方面。以下是对这些技巧的详细归纳:

一、施工准备

    测量放线

    根据施工图、设计控制桩进行测量放线。

    定向穿越往往是施工困难地段,测量时入土点、出土点两点大多不能通视,需要利用坐标控制,来回倒点,将入土点、出土点之间的直线在现场标出。

    定向穿越对测量放线的精度要求高,需要精益求精,尽量减少人为操作误差。

    控向参数的设定

    根据穿越管道的设计位置(包括入土点和出土点、入土角和出土角)来测定管道穿越的中心线,并在入土侧和出土侧分别标示出中心桩。

    利用探头在该中心线上测定穿越施工中需要的各种初设参数,为穿越施工提供基准。

    导向孔轨迹的控制设计

    根据地质勘察报告及穿越管的管径、长度设计出最优化的导向钻进的轨迹。

    在长距离岩石地层穿越曲线的设计时,在满足设计要求的情况下,适当地放大穿越曲线的曲率半径,使穿越曲线比较缓和,并在控向过程中有更大的空间对穿越轨迹进行校正。

    泥浆配制

    泥浆一般由水、膨润土及泥浆添加剂等配成,根据穿越工程的实际情况,泥浆的成分配比需要作适当调整。

    泥浆应具有适当的粘度和流动性,携带钻屑能力要强,使钻屑在孔底呈悬浮状态,通过泥浆的流动使钻屑能够顺利返出地面。

    泥浆应该有比较强的护壁作用,能够提高孔壁的稳定性。

    泥浆应该具有较强的润滑性能,为管线回拖提供有效的润滑作用。

二、施工过程的技术控制

    导向孔

    导向孔曲线控制至关重要,根据穿越地层的类别选择最优的钻具组合。

    在岩石施工过程中,针对岩石层强度高可采用(三牙轮钻头+动力钻具+探棒室+无磁钻铤+加重钻杆+普通钻杆)的钻具组合。

    定向钻穿越距离长时,摩擦阻力增大,钻机推力不易到达钻头,可采用套管技术和使用加重钻杆配合钻进的措施,提高钻进效率,同时防止钻杆因距离长在井口及粘土层部分变形、失稳。

    使用泥浆马达作为动力钻具,其运转完全依靠泥浆驱动。在打导向孔时,通过泥浆的钻杆内腔加设挡圈缓解泥浆对控向线的冲击力,保护控向线,防止由于控向线破损而丢失信号。

    密切注视扭矩、泵压、机械钻速和岩屑等地面仪表,记录导向过程中的重要数据,分析判断地层的变化。

    预扩孔、清孔

    预扩孔前,应制定优化的扩孔方案,根据设备能力、地层条件和现场的情况来确定最大扩孔直径和扩孔次数(最终的扩孔直径应该是待铺管线直径的1.25~1.5倍)。

    预扩孔时选择合理扩孔器类型和直径的大小,根据上一次扩孔的情况确定下一级的扩孔方式。

    根据穿越地层的类型选择岩石扩孔器的尺寸和型式。软岩地层扩孔时允许使用更大直径的扩孔器和更少的扩孔次数,相邻两级扩孔器的尺寸差距也可以更大(级差100~200mm);硬岩地层扩孔时要求的扩孔直径变化不能太大(级差50~150mm),并采取多次扩孔的方式,以达到最佳的扩孔效率及钻屑的顺利排出。

    控制合理的拉力和扭矩,以避免扩孔器的过度磨损造成严重后果。岩石扩孔操作应遵循的一个重要原则是:需破碎的岩石越硬,需要的钻压就越大,要求的钻速也就越低。

    泥浆的主要作用是冷却扩孔器和携带钻屑。泥浆的实际排量应根据每级扩孔产生的钻屑量和泥浆的携带能力进行计算后确定。

三、扩孔器的选择

徐工XZ1000A水平定向钻在岩石地层施工中,扩孔器的选择至关重要。岩石扩孔器又可分为牙轮扩孔器和滚刀扩孔器,其中牙轮又可细分为镶齿和钢齿(铣齿)两种。通常钢齿用于软岩及硬土层,镶齿主要用于硬岩施工,而滚刀式扩孔器则主要用于对付硬度较高的岩石或进行长距离的岩层扩孔施工。

综上所述,徐工XZ1000A水平定向钻在岩石地层施工中的技巧涉及多个方面,包括施工准备、施工过程的技术控制以及扩孔器的选择等。这些技巧的应用能够确保施工的高效、安全和顺利进行。

徐工
徐工XZ1000A水平定向钻
额定功率:264/2200kW
额定推拉力:1000/1000kN
动力头最大扭矩:43000/35000N·m
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