Aplicación de tecnología de la construcción de direccional horizontal trenchless de la pipa de perforación

Como la economía de China continúa creciendo constantemente y además se acelera el proceso de urbanización, la demanda de tuberías subterráneas en China está aumentando año tras año. Además, con la creciente conciencia de la civilización moderna y la protección del medio ambiente, los problemas sociales, problemas de tráfico y la contaminación ambiental causada por la construcción de la línea de tubería subterránea causada por la excavación de la superficie de la carretera se han pagado más y más atención por la gente. Construcción de línea de tubería subterránea sin zanja tiene las ventajas de no contaminación al ambiente, ningún impacto de tráfico, período de construcción corto y bajo costo integral, por lo que ha sido ampliamente utilizado en la construcción de la línea de tubería subterránea. Ahora la tecnología trenchless construcción tiene muchas formas, como escudo, Pipe jacking, tira de pipa, etcetera.

1. Introducción a la perforación horizontal dirigida

1.1 Características tecnológicas

1.1.1 Proceso de construcción sencillo, fuerte operatividad, fácil de organizar y poner en práctica;A través de la inspección, diseño de la línea de cruce, conectar la broca y la tubería, la plataforma de perforación esté en su lugar, entonces puede comenzar la construcción.

1.1.2 La operación de personal de la construcción se lleva a cabo sobre el terreno, evitando la influencia de las condiciones de mala construcción como operación del pozo de cimentación profunda y alto factor de seguridad;La conexión del tubo se realiza también en el suelo, y las uniones son sencillas. Después de la sección solo está calificado para conexión de tubería, se coloca el tubo de un tirón, que mejora la calidad de conexión de tubería.

1.1.3 El período de construcción es corto, que gran medida acorta el período de construcción en comparación con el tradicional “método de excavación de tuberías”.No contamina el medio ambiente, afectan el tráfico, daño a la tierra, bajo costo, importantes beneficios sociales y económicos.

1.2 Rango de aplicación

1.2.1 Esta técnica es una tubería sin zanja puesta técnica, que es adecuado para instalación en ríos, Lagos, edificios y otros obstáculos, así como construcción de red de tubería subterránea municipal que no es adecuada para la excavación.

1.2.2 Es adecuado para todo tipo de estratos sin guijarros grandes, incluyendo los estratos acuíferos, no para la capa de grava, generalmente para la capa de suelo blando;Los tubos son tubos de acero generalmente, Tuberías de PE, Tubos de PC, etcetera., con un diámetro de 200-1200mm y una longitud máxima de 1500m.

2. Principio de funcionamiento del tubo de extracción perforación direccional

Tecnología de tubo estirado perforación direccional es el uso de perforación direccional, instrumento de la perforación y la orientación, como material de construcción, según el diseño de la trayectoria de perforación (General aproximado curvado), usando un aproximado perforación direccional horizontal tecnología para construcción de orificio piloto, para la guía de broca en el obstáculo de cruce después del otro lado del río, Road show, broca de guía de descarga poner en gran diámetro de agujero taladrado y escariado de tamaño más pequeño que para la colocación de tubería, luego invierta el escariado, tracción para el tendido de tuberías en el agujero al mismo tiempo. A veces, según la capacidad de la plataforma de perforación y el diámetro de la tubería a colocar, la tubería se puede tirar hacia atrás después de fresado especial uno o más. Cuando toda la tubería de perforación se tira hacia atrás, el asentamiento se completará al mismo tiempo, como se muestra en la figura 1.

3. Aplicación exampleof perforación horizontal dirigida

3.1 Perfil de proyecto

Jinjiang wubian puerto un proyecto de canalización de aguas residuales, el proyecto está ubicado en el centro de la ciudad, rodeado por un gran número de fábricas y empresas, personal intensiva, tráfico pesado, y complejo de tuberías subterráneas. Objetivo de construcción del proyecto: recoger las aguas residuales descargada al puerto de wubian de tuberías de desagüe y alcantarillas en ambos lados del río de Puerto wubian, y traslado a la planta de aguas residuales para tratamiento y descarga. El gasoducto está diseñado con diámetro de tres (D450, D630 y D00), profundidad enterrado (4.1~8.6m), y longitud (2.8km).Con el fin de minimizar el impacto en la producción y la vida de la alrededor de las empresas y los residentes, tecnología pull trenchless de la pipa es ampliamente utilizada en el tendido de tuberías de aguas residuales, que ha logrado notables beneficios económicos y sociales.

3.2 Encuesta preliminar

Antes de la implementación del proyecto, se realizará un estudio exhaustivo para dominar las condiciones geológicas superficiales y subterráneas del área de construcción de tubo de extracción, diseño razonable de la dirección de la tubería y la posición de entrada y salida de la boca del agujero, y satisfacer las necesidades de la producción normal de alrededor de las empresas satisfacer las necesidades del control de construcción de tubería de pull.

El contenido de la investigación en el área de construcción de tubo de dibujo incluyen: Primero, la exploración de tuberías subterráneas, principalmente a través de la inspección de los datos originales y el detector de línea de tubería subterránea, para evitar y evitar daños a las tuberías existentes;Segundo, geológico de los, principalmente a la ubicación de la tubería del arroyo oscuro subterráneo, más allá de relleno, instalaciones subterráneas y la investigación de calidad de suelo;Tercero, la encuesta de obstáculos superficiales, la superficie puede quedar el equipo de la navegación a través de, con la aplicación de las condiciones básicas de control.

3.3 Proceso de construcción de la perforación (ver figura 2)

higo 2 Diagrama de flujo de proceso de construcción de tuberías de extracción de perforación direccional horizontal

3.4 Puntos clave de la tecnología de la construcción de la perforación

3.4.1 Diseño de pista de agujero de la guía

1)El agujero es la barra y el orificio del tubo final. A diferencia de otras tuberías, tuberías de desagüe de las aguas residuales tienen requisitos estrictos sobre los errores permisibles de la profundidad y pendiente, dificultando la construcción. por lo tanto, para calles y áreas de producción a lo largo de la línea, el diseño de la tubería no debe considerar solamente la situación real, pero también cumple con las condiciones básicas de construcción, para asegurar un ángulo más pequeño de entrar en el suelo cuando se perfora la tubería. De acuerdo a las necesidades prácticas y diseño integral, el intervalo de trabajo bien generalmente se define en el intervalo de 100-200m.

2)Determinación de los parámetros de pista del agujero:

①The trayectoria de agujero de guía generalmente se compone de tres secciones: la primera sección inclinada, la sección recta y la segunda sección inclinada. La sección recta es la longitud real de obstáculos de cruce de tubería; el primer tramo inclinado es la sección de transición donde la tubería de perforación entra en la posición de colocación; y la segunda sección inclinada es la sección de transición donde la tubería de perforación está expuesta a la superficie (ver Fig.. 3).

En la fórmula:colocación del tubo en h;L-horizontal longitud de colocación de tubería de perforación direccional;R₁-radio de la primera curva del segmento de curvatura,Está determinada por el radio de curvatura de la tubería de perforación, generalmente R₁≥1200D(diámetro de la pipa de taladro);R₂-radio de la primera curva del segmento de curvatura,Está determinada por el radio de curvatura admisible de la tubería a colocar, generalmente R₂≥1200D(diámetro de la tubería a colocar);Α_1-ángulo de entrada de od;Α₂-ángulo de salida.

3.4.2 Backpull cálculo: es una clave para calcular backpull en perforación horizontal dirigida, que está directamente relacionada con la selección de pozos de perforación y tubería de perforación.

Fórmula de estimación:F = πLf[Γ-dδ₁(D-Δ₁)]+KΠDL

En la fórmula:F calcula la tensión(T);L-longitud de paso(m);Fricción F coefficient0.1-0.3;Diámetro de la tubería de producción D(m);Densidad de lodo de γ(T/m3);Δ₁-Espesor de la pared del tubo principal productor(m);K-coeficiente de viscosidad(0.01-0.03)

3.4.3 Selección de la plataforma de perforación direccional (selección de la plataforma de perforación direccional debe basarse en el valor de cálculo de la ecuación anterior 1.5 Para 3 veces)

Este proyecto adopta la pipa del ddw-350 nacional colocación de plataforma y marca 3 instrumento rector. Otro poder de 45kW ininterrumpida sistema de mezcla del fango de la circulación de fluidos de perforación, puede preparar rápidamente del lodo de perforación;Pantalla del instrumento digital completamente funcional, con sistema de anclaje hidráulico independiente. Los parámetros técnicos principales de la plataforma de perforación: la potencia del motor es 200kW, el empuje/jale máxima es 380kN, el máximo par de giro es 18kl.m, la velocidad del eje de salida es 0-110r/min., la alimentación del sistema de lodo es 45kW, el caudal de la bomba de fango es de 320L/min, la presión de la bomba de fango es 10MPa, y el ángulo es de 8° - 20°

3.4.4 Selección de tuberías

Según el documento de diseño, Tuberías de HDPE es seleccionado como el tubo de, que tiene las siguientes características:Dureza ①High, fuerte capacidad de resistencia a la tracción, buena resistencia a los arañazos;②Adopt empalme de fusión en caliente integrado conexión, lacre confiable, fuerza de conexión es más alto que su propia fuerza, conveniente para arrastrar;(3) rendimiento flexible, fácil de cambiar la dirección de la tubería según la vía de la construcción;(4) capacidad de resistencia de transmisión rápida crack.

3.4.5 Preparación del barro

Lodo de polímero reforzado, hecho de lodo de bentonita de alta calidad y una pequeña cantidad de polímero. Representa la cantidad de bentonita y polímeros en la formulación de 2% del lodo de masa. La misma proporción de barro se utiliza en el arrastre de escariado, que tiene buena pared construcción de rendimiento, lubricación obvio y la reducción de esfuerzo de torsión, y ningún colapso.

3.4.6 Construcción de agujero de guía

Según el eje de medición y posicionamiento, operar equipo de perforación direccional para perforar horizontalmente, y regulador y el otro equipo de navegación para controlar la dirección y la profundidad de la broca en la parte superior de la superficie de la carretera. Un canal de agujero circular con un diámetro de aproximadamente 100mm está formado estrictamente de acuerdo con el eje diseñado, y la línea de centro del canal es la línea central de la tubería a colocar. Ligera presión y rotación lenta se adoptan durante la perforación, y ligera presión y rotación rápida se adoptan al entrar en tramo recto para mantener la directividad y la estabilidad de la herramientas de perforación. Parámetros de perforación son oportunamente ajustada según cambios de formación y perforación de la profundidad. Durante el proceso de construcción, Preste atención a si existen condiciones anormales como par, repentina pérdida peso y barro perforación durante el proceso de perforación, y detener la construcción inmediatamente si se encuentran problemas. Después de completa el orificio guía, verificar la elevación y orientación del agujero de excavación en el foso de trabajo y recibir el agujero de excavación para asegurar que el agujero se forma según el eje diseñado.

3.4.7 Expansión de la construcción

Después de la terminación del agujero guía, quitar la barra de inicia y la broca guía, y el cambio hacia la expansión poco para backexpanding. Durante el proceso de backexpanding, se mantendrá la cantidad apropiada de barro, y los parámetros de rendimiento de barro se ensayarán irregular, con el fin de ajustar el índice de rendimiento de barro, y controlar razonablemente la velocidad de perforación de la expansión posterior de acuerdo con las características reales de la formación, con el fin de facilitar la descarga de escoria. El esmaltado se completará en 3 a 5 veces, y la broca extrusora correspondiente se utilizará en la última. Si la fuerza de expansión hacia atrás y el par de expansión posterior son, se volverá a expandir una vez más para facilitar la formación y estabilidad de la pared del agujero. De acuerdo con las características del suelo de limo y limo en esta región, TERA y otro polvo diluido deben añadirse al sistema de mezcla de barro durante la operación práctica. El polvo puede solidificar la pared del túnel, lubricar el tubo de perforación, y evitar la deformación de las tuberías. En el proceso de perforación de backexpansion, el registro de construcción original debe hacerse a tiempo. Si el tiempo de perforación, eje de ángulo, esfuerzo de torsión, fuerza de elevación y otras condiciones anormales que se encuentran, la construcción debe ser detenida inmediatamente y la causa debe ser descubierta y deben tomar las medidas correspondientes antes de la construcción.

3.4.8 Tirando y endecha de la pipa

La conexión de tubería de HDPE deberá soldarse en estricta conformidad con los requisitos de construcción eléctrica caliente del derretimiento. Se comprobará la calidad de la soldadura de fusión en caliente eléctrica antes tirando, y el tubo puede ser remolcado sólo después de la soldadura es naturalmente refrescada y calificada. En el proceso de backtowing tubo, Preste atención a las condiciones dentro del agujero, y el operador de la plataforma debe prestar mucha atención a los cambios de backtowing fuerza y esfuerzo de torsión de la plataforma. Remolque nuevo debe ser suave y lisa, ningún remolque. El tubo debe ser arrastrado en el agujero formado en un momento, evitando la pausa a mitad de camino para reducir la resistencia de arrastre.

4. Análisis de control de drillingtube direccional horizontal proceso de dibujo

4.1 Diseño de pista de tubería

A diferencia de otras tuberías, determinan de las características del flujo de gravedad de la tubería de drenaje que debe controlar el menor error de pendiente y elevación, que plantea requisitos más altos para el orificio de control de la tubería del cable. Con el fin de asegurar la exactitud de la guía, principalmente se adoptan las siguientes medidas: Primero, la factibilidad de implementación de la guía es considerada en el diseño de la tubería;Segundo, el ajuste apropiado del trabajo pozo, para el ángulo y la altura de la entrada de suelo;Tercero, la frecuencia de medición se incrementa para convertir con precisión la profundidad de la posición del tubo, y la medición se realiza cada 0,5 m. El cuarto es minimizar la interferencia de medición, tratar de elegir en la brecha de producción, vehículos de tráfico menos tiempo para llevar a cabo la construcción. Después de tomar las medidas anteriores, la desviación de elevación se controla básicamente dentro de 50 mm, que cumple con los requisitos del proceso de drenaje.

4.2 Control de la calidad de formación de poros

Las principales características de la formación de agujeros de la tubería de drenaje de aguas residuales de flujo de gravedad son la sección de línea recta con cierta pendiente, pequeño error y sin sección de curva, que es fundamentalmente diferente de otros oleoductos y también la dificultad de la construcción. Para cumplir con este requisito, las siguientes medidas se toman principalmente: Primero, la excavación de un pozo de trabajo de excavación comparable, para diseñar pendiente o un ángulo de excavación más pequeño para controlar el punto de entrada;Segundo, un pequeño número de secciones de tuberías cerca de la entrada y salida están dispuestos y conectados al pozo de inspección para asegurar la alineación de la tubería y cierta pendiente de la sección efectiva.

4.3 La prevención de los subsidios

Otro problema encontrado en la construcción es el control de liquidación. Debido a la diferente calidad y tamaño de la cabeza de expansión trasera y la influencia de la mala calidad del suelo, es inevitable tener espacio libre fuera de la tubería. Dicho espacio libre es propenso a la asentamiento en la sección de la tubería con mayor diámetro y menos profundidad enterrada. El lugar principal para prevenir y controlar es la sección de tuberías debajo de la carretera principal. En la construcción de tubo de tracción, la sección de tubería más pequeña por debajo de 2m básicamente no muestra una disminución obvia, y la parte poco profunda tiene un ligero hundimiento uno a dos meses más tarde. Con el fin de evitar la aparición de hundimiento al cruzar la carretera, las principales medidas adoptadas en el proyecto son: Primero, la finalización de la expansión de la tubería por varias veces, con el fin de eliminar la deformación del suelo después de la torsión;Segundo, seleccionar el cabezal de corte adecuado para el diámetro de la tubería para minimizar el espacio;Tercero, se deben tomar medidas correctivas para determinar la lechada junto con la tubería que debe eliminarse, pero es probable que se hunda. Cuando dicha sección de tubería se retira, tubos de lechada de 25 x 30 mm están unidos en el exterior. Después de la finalización de tirar de tuberías, las grietas exteriores de la tubería del final del pozo se sellan y la mezcla de cemento se llena con la máquina de lechada. Esta medida es simple y factible para la sección de tuberías de corta distancia y puede eliminar eficazmente el problema de hundimiento de la carretera.

5. Conclusión de perforación direccional horizontal

Como un nuevo método de construcción de oleoductos subterráneos, tecnología de colocación de tubos sin zanjas se ha desarrollado rápidamente en China en los últimos años. Con la aceleración de la urbanización en China, la tecnología de colocación de tuberías sin zanjas ha sido cada vez más favorecida por la gente. El desarrollo de la tecnología de construcción de tracción de tuberías abre nuevas ideas para la construcción de tuberías urbanas. A través de la aplicación exitosa de ejemplos de ingeniería, este documento ha obtenido buenos beneficios económicos y sociales, que tiene cierta importancia guía para la construcción de proyectos similares de tuberías de drenaje en el futuro.