水平定向钻进中硬岩回扩技术分析.pdf

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1、124电力与能源第35卷第l期2O14年2月水平定向钻进中硬岩回扩技术分析毛文波(上海佳友市政建筑有限公司，上海201202)摘要：住水平定向钻进中，回扩技术对于非开挖敷管的成功起到关键作用。介绍了几种常见非开挖工程用的回扩器，通过建立硬岩回扩器在冲击碎岩、剪切碎岩的力学模型以及讨论岩石破碎条件，重点分析了同扩过程中拉力与扭矩的关系，并对硬岩回扩参数进行优化，提出在钻机上安装传感器和流量计进行实时嘘测和调整，可对电力非开挖工程的现场施工起到指导作用。关键词：水平定向钻进；回扩器；硬岩中图分类号：TU990．3文献标志码：B文章编号：2095—

2、1256(2014)01—0124—03Aanlysis0fHDDinHardRockBackReamingTechnologyMaoWenbo(ShanghaiJiayouCityConstructionCo．，Itd．，Shanghai201202，China)Abstract：InHDD，reamingtechnologyplaysakeyroletOthesuccessofpipelinelaying．Severalcommonreamerswereintroduced，therelationshipbetweentensionand

3、torquebyestablishingthemechanicalmodelofhardrockreamingofshockrockandshearrockwasanalyzed，therockbreakingconditionswerediscussed，andhardrockreamingparameterwasoptimized．Thesensorsflowmetermountedontherigcanrealizetherealtimemonitoringofadjustmentwasproposed．andthismethodpla

4、yedanimportantroleinguidingelectricpowerprojectsiteusedHI)D．Keywords：HDD；Reamer；Hardrock功率就越高，因此回扩的成功与否直接关系敷管0引言的成败。在先进城镇基础设施的建设中，非开挖技术1回扩器类型应用很广，特别是水平定向钻进技术已经广泛应用于水、电、煤、气、电信等多种管线或综合管线的回扩是在导向孔形成后，将孔径扩大到设计敷设。在电力工程中，水平定向钻进技术主要应施工要求孔径的施工过程。在复杂的工况下回扩用在电缆人地的管道敷设中，是指因无法采用开时，如大管径、

5、长距离、综合地层分布，应根据实际挖方式而采用非开挖方式将电力导管拖入地下指情况选用组合型回扩器。定位置处，以便日后电缆穿越使用。供非开挖工程用的回扩器种类多样如图1所水平定向钻进敷管中扩孔是非常关键而且工示。在实际工程中，一般常采用凹槽状(挤压式)、作量较大的一道工序，目的是形成足够管线穿人翼状(切削式)、牙轮钻头3种回扩器。这3种回的孔洞。根据工程用机械设备的种类和能力、地扩器在应用时对应不同硬度的地层：软地层(<1层条件、工程区域环境、操作习惯等，扩孔技术可MPa)采用挤压式；中等强度地层(1～4MPa)采分为回扩(反向拉动)、正扩(正向

6、推进)、推拉结合用切削式；硬岩地层(>4MPa)采用牙轮式回扩扩孔3类，但目前应用最为广泛的是回扩工器川。艺纠。2硬岩回扩模型对于规模较大的非开挖敷设工程，常常需要多级回扩，在短时间内单级回扩或多级回扩总时牙轮回扩器可以看成是由很多个单牙轮钻头长越短，形成的待敷设钻孔就越稳定，一次敷管成组合而成，组合后的牙轮钻头组(牙轮回扩器)应126毛文波：水平定向钻进中硬岩回扩技术分析面发生塑性或弹性变形；当回拉力达不到岩石的3硬岩回扩参数优化抗压强度极限值，仅依靠在岩石表层往复交替产硬岩回扩施工技术有很多影响因素，包括岩生部分岩石破碎，因此钻进效果不理

7、想；只有当回石抗压强度、回拉力、扭矩、泵量、钻速、钻头选型拉力达到岩石抗压强度极限值后，出现体积破碎等，合理地进行各项参数之间的优化匹配，对于施才能提高钻进效率。因此，应通过扭矩和回拉力工起到事半功倍的效果，不仅能提高效率，还能大的有效配合，实现回拉力效力的最大性发挥，达到幅度减少成本[6J。高效钻进。3．1回扩钻速优化3．3实时监测进行调整牙轮的齿失效主要包括破岩磨损、疲劳和折结合电子技术、检测技术和数学技术模型，在断。牙轮钻头直径越大，转速越高时，相应的冲击钻机上安装传感器和流量计，实时检测钻速和泥速度便越大，冲击力则越大，过高转速是影响

8、牙轮浆泵流量的匹配情况，并设置泵量提示报警值，当寿命和效率的主要因素。泵量过大或过小时报警。同时，以拉力一扭矩计3．1．1碎岩体积算模型为基础，利用钻机功率和实时记