|
我们经常会发现在居住的城市里马路经常被挖开，不管是新修的还是使用一段时间的马路，总觉得居住地周边的马路就没有完整过，天天都在开挖维修，让出行一点都不方便，还会造成环境的污染，这种将完整的马路挖掉一部分的现象还被人们称为“拉链路”。 造成这种拉链路的主要原因除了马路破损外，还有就是修建马路时没有规划好，而随着城市的快速发展，已有的地下管线跟不上城市的需求，另外就是一些新的管线也需要经过马路。
* F: B7 ]3 o. |$ [
3 L) {) J& v6 i图片来源：pixabay : S$ _$ s, Y3 X# q3 w0 A
前几天就看到一个新闻，某地就规定新修的城市马路交付使用后5年内禁挖，这将有效杜绝城市马路经常被挖的现象，还能避免反复出现“拉链路”造成的经济损失。
, Z' [9 P$ p/ J- i
但同时也对城市马路地下管网建设提出了更高的要求，不能对马路“开膛破肚”就需要更先进的地下管网铺设机械设备来完成。 / v! R0 A6 l0 b7 b' j) e. ~
你是否经常在城市的绿化带，或者人行道上看到一种机械在作业，它将旋转的铁管插入到地下打孔，而在不远处正在往机器打好的孔内塞入电缆和管道，这种机械就是水平定向钻机。 - ~& A& \7 n! e. o, Y& t: a5 A
& [1 X1 r% P: r9 o- V* H' S水平定向钻机就是在不需要开挖地面的情况下，铺设地下管线的机械设备，它能在地下一定半径内成功避开障碍物，能在地下为粘土，沙土等地层中作业，广泛使用于电力，通讯，石油以及天然气等领域的柔性管线铺设。
. I4 p) _; X6 H! d
水平定向钻施工的特点与对整条马路进行封路大挖大修不同，就像我们经常看到的那样，水平定向钻机只需要在马路边上就可以完成施工，并不会影响交通和人们的正常出行。
& t, Y8 r8 S. c5 D
通过先进的设备计算和定位，能让整个钻头的穿越过程绕开障碍物到达预定的位置，保证施工精度。
9 D3 g- W! L3 z/ Z! T
5 r9 G: J5 _* p4 D0 O' |! g
! P' _; F" ^* c/ N& }与传统的施工方法比较，水平定向钻这种新型施工方法还有着施工效率高，成本低，不影响环境等诸多的优点。 0 H. Y6 m1 U2 w/ m0 A/ F! T' B
但同时水平定向钻施工，在地下所开的孔在铺设好管线后，并不能像在地面直接开挖那样回填夯实，会留下一定的间隙，所以有时地面也会造成部分区域的塌陷。
9 p6 `. X( s" t
水平定向钻机发展
& X0 K4 P% y! p8 `水平定向钻这种技术，是将普通的管线铺设技术，与石油开采过程中使用到的钻井技术结合在一起的新型施工方法。 " e2 n; V+ V+ A } { L1 A% O
在还没有发明水平定向钻机的时候，要铺设管线穿过河道或者障碍物时，就需要采用挖坑，沉管等方式来完成，不但效率低而且成本还很高。
3 n [1 D( j2 e. R1 u7 s, t
水平定向钻最早出现在美国，在20世纪60年代美国一位工程师将油田所使用的定向钻井技术用于管道铺设中。 " u3 Y- O" \+ n# U- }, _ u
- I6 o6 D1 V7 P: [/ _- L' t( H$ T/ A! _- E, L
后来又发明了再扩孔技术，这也让大直径的管道铺设成为可能，从此也形成了一种新的水平定向钻技术。 " }! t6 Q, N* k! @! w i; C7 X7 X8 R# f
中国在上世纪80年代首次引进了这项水平定向钻技术，近几十年来随着原油管道和城市管线的快速建设，水平定向钻在我国得到了快速的发展，不管是穿越长度还是管线直径都创造了很多纪录。 % J# S% t2 C0 Z* w% `9 S: X
水平定向钻机是怎么工作的
. d& c X) Y v- x水平定向钻机在施工前首先就是要根据施工图纸，确认好水平定向钻机开钻的位置以及出钻口的位置，通常这两个点都是在一条直线上，并记录好相关的坐标数据。 , z3 [4 r- C f) G1 o
还要将泥土，水以及添加剂等原料制成泥浆，通过机械中的泥浆泵送入到钻头喷嘴中，泥浆的功能主要是冷却钻头和降低钻头的摩擦力，避免钻头卡阻现象的发生，泥浆是可以通过回收过滤后重复使用的。 8 o0 c! U6 R% r1 [7 v) v+ S$ {
4 x( j: M0 E7 ]
( J9 v3 t& v0 v7 X; Z将水平定向钻机固定在钻口位置后，选择合适的钻头，按照预定的位置和角度，让发动机为钻机提供动力，并驱动旋转的钻杆带动钻头前进，钻头工作时泥浆马达也会持续喷射泥浆，钻头穿过地面障碍物，最终穿出地面形成导向孔。 - B2 u( q B+ q1 N8 C
" h, M1 H1 P$ `* m1 X9 c7 j, ~: O( g9 s/ A3 ^2 L2 y: P
其实水平定向钻也需要在地下按一定的弧度转弯，所以水平定向钻的钻杆实际上是弯曲的，这样的设计不仅是让钻头能在地下轻松活动，更主要的就是为了让钻头在地下好控制转弯。 之所以水平定向钻能在地下按设计要求精准的开孔，首先在钻头上安装了导向系统，其次在每节钻杆末端也安装有转向检测系统，这些导向和检测系统，能够实时将数据传递给地面操作人员，如果发现数据异常就需要操作人员控制钻头及时修正方向。 ( n/ a+ x+ b8 ^. F/ N
3 B2 H- ~0 H5 l! [ [/ }4 N
# w, v: Y* S: E* b( R9 o9 X4 k( [当钻头带着的钻杆穿出地面后，就会卸掉钻头，将扩孔工具与钻杆安装固定，扩孔工具直径要根据所铺设的管线尺寸决定，开始回拖扩孔作业，在回拖的过程中钻杆反方向旋转，钻机带动钻杆和扩孔头后退，进行回拖扩孔，最终扩大地下管道的直径尺寸。 在扩孔回拖的同时，还要将需要铺设的管线固定在扩孔工具后面，钻机拖动钻杆，就会带着扩孔工具和管线同时进行回拖，最后就将管线绕开地面障碍物拖出地面，完成整个管线的铺设施工。
' C! d. E. L: ~) S6 k F
9 ^# A" l) }4 ~! P6 y
$ p6 N, `8 s8 G9 g- s1 K: {! L
扩孔过程中还要根据不同的土层选用扩孔工具，松软土层只需要选用挤扩式扩孔器，如软岩或者硬土层就需要带牙轮或者滚刀的扩孔器，如有岩石层就需要使用具有切削和排屑功能的扩孔器。 ; L" ]7 m! O+ X# q
横向钻机技术
n* z9 {# V0 q+ N+ S1 l7 E我们都知道开采石油需要很高的技术，这是因为它们都埋藏在看不见的地下，想要得到它就需要我们进行高难度的开采。 , F1 Y! P, x3 U6 V9 u+ g
在开采的时候首先需要进行非常重要的打井工作，还要根据不同的地质而采用不同的方法来打井，这样才能获得石油资源。 4 i0 D+ f) P" Z- Q3 r
传统的打井方法一般都是垂直打井，但是很多时候还需要采用在地下横向打井寻找石油，这种技术是在钻头上安装了先进的声波和伽马射线功能，在开采的时候通过钻头采集地层中的各项数据传递给地面操作人员，就可以实时采取更理想的钻井方案，能控制钻头在地下随意弯曲前进，这就相当于给地下钻头安装了千里眼，最终找到石油。
% b( E; V: u# c5 L4 o8 j
# e r% [5 b0 G3 R: y0 B
/ E. X( Q2 R; u* v/ x( d9 b- Z这种横向进行的定向钻机技术自从出现后，让人类的钻井技术又提高了一个台阶，提高了开采效率还降低了工程风险。
7 Y( _" [. `4 A& w* f; S
随着人们对节能环保的要求越来越高，水平定向钻机这种非开挖的管线铺设设备，将会得到越来越广泛的应用。 % l+ l: N* H2 N. j: c' C$ O
| 
发表于 2022-11-30 14:28:03
