Принцип бестраншейного горизонтально-направленного бурения

Современные технологии бестраншейного строительства зародились в Японии, Великобритания и США в конце 1960-х годов. Благодаря своим техническим преимуществам, он широко пропагандируется во всем мире. в 1986, Международная ассоциация бестраншейных технологий (ИСТТ) была основана в Лондоне. -Международное общество бестраншейных технологий). Бестраншейные методы строительства в основном включают в себя горизонтально-направленное бурение и пневматическое молотковое строительство, и эти два метода строительства имеют тенденцию к объединению. Метод строительства пневматического молотка можно разделить на такие технологии, как пневматическое копье сверление, метод трамбовки труб, и метод сломанных труб.
Бестраншейная технология строительства – это метод строительства для укладки, замена и ремонт подземных трубопроводов без выемки поверхности. По сравнению с традиционными методами земляных работ, Он не влияет на трафик, отсутствие повреждений наземных сооружений, и период строительства. Короткий, низкая стоимость строительства, Удобное управление, значительные социальные выгоды, Др., особенно для ситуаций, которые должны быть глубоко под землей, на поверхности есть препятствия, и наземное навесное оборудование трудно ремонтировать. В настоящее время, широко используется при пересечении дорог, Железные дороги, Зданий, Реки, и трубопроводы для муниципального управления, водоснабжение, газ, Электричество, электросвязь, Масло, природный газ, Др., укладываются, обновлен и отремонтирован в городских районах и исторических местах.
В связи с более ранними исследованиями в области бестраншейных строительных технологий за рубежом, сформированы различные продукты. Представительные производители включают Vermeer, Канава, и Мхлафлин в США, MTM и POWERMOLE в Великобритании, и ESSIG в Германии. И компания TRACTO-TECHNIK и компания Terra Швейцарии.
Разработка и исследование технологий и оборудования бестраншейного строительства в Китае начались относительно поздно.. В конце 1980-х годов, из-за увеличения числа проектов, которые не позволяли выемку грунта и прокладку подземных трубопроводов, и развитие крупных городов’ проекты реконструкции и расширения, они начали Внедрять различные типы бестраншейной строительной техники, содействовал разработке и исследованию технологий и оборудования бестраншейного строительства в Китае’, и учредил Китайскую ассоциацию бестраншейных технологий. Развитие бестраншейных технологий в Китае идет очень быстрыми темпами. в 2004, выходная стоимость бестраншейной техники и ввод оборудования достигли темпов роста 40-50%. Внутренний тариф на оборудование значительно вырос, и скорость локализации некоторых видов оборудования достигла 90%, годовое значение выпуска превышает 3 млрд юаней.

Я. Метод строительства горизонтально-направленной буровой установки

Способ построения горизонтально-направленной прокладки буровых труб выглядит следующим образом:: с помощью горизонтально-направленного сверлильного станка, Сначала просверлите меньшее пилотное отверстие, Затем удалите пилотный бит, Замените бит развязания на обратный развязание, и одновременно втягивать трубопровод, который будет укладываться в бур в зависимости от мощности буровой установки и диаметра трубопровода, который будет прокладываться в скважине, Иногда перед прокладкой трубопровода необходимо дважды и более проложить отверстие. Метод построения показан на рисунке ниже.

Левая сторона рисунка представляет собой принципиальную схему горизонтально-направленного бурения для пилотного бурения скважин, а в правой части рисунка приведена принципиальная схема развязки и прокладки трубопроводов. Горизонтально-направленное бурение имеет управляемую систему бурения, которая может выполнять направленное бурение. Благодаря вращению буровой штанги и специально разработанного клинового сверла, процесс направленного бурения может управляться в трех измерениях. Принцип:: когда в процессе бурения необходимо изменить направление, буровой штанга перестает вращаться, и клиновая поверхность клинового сверла фиксируется к соответствующему Направлению бурения можно изменить, толкнув буровой штанг вперед. Важные данные, такие как положение сверла, наклон бурового долота и грунта, и угол поверхности клина передаются на приемный прибор на земле через электромагнитный детектор. Клиновидное сверло, достигаемое целевой точки, будет заменено коническим разверткой. Когда буровая штанга оттягивается назад, отверстие будет расширено до необходимого диаметра и трубопровод будет введен. Бит размаха показан на рисунке ниже, которые могут достичь качества породы и почвы. Разминг формации.
Наклонно-направленные буровые установки классифицируются на 6,5 т, 10t, 12t, 20t, 20t, 150t в соответствии с различными толкающими и тяговающими силами. Они могут быть использованы для трубопроводов диаметром 600 мм и прокладкой трубопроводов длиной 350 мм или нескольких километров.. Для удовлетворения требований к прокладке трубопроводов большего диаметра труб и больших расстояний, Некоторые компании изучают более крупнотоннажные направленные буры.
Установка направленного бурения подходит для строительства однородных слоев. При бурении в гравийные образования, трудно построить общие буровые установки. Для решения вышеуказанных строительных задач, Немецкая компания TRACTO-TECHNIK разработала буровую установку с ударной функцией, который может раздавить гравий при бурении, и вернуться к При обнаружении крупной гальки во время расширения, камень развязания бит справа на рисунке 2 может быть использован.
В настоящее время, Существует множество зрелых методов бурения в горных породах. Среди них, Установка для мокрого и сухого горизонтально-направленного бурения KSD25, разработанная Zoomlion, использует технологию пневматического ударного молоткового бурения для завершения пилотного бурения твердых пород. . Однако, до сих пор нет нового метода развёровывания в скале, и традиционные конусные буровые инструменты по-прежнему используются, которые имеют низкую эффективность, сильно изношенный, и высокая стоимость.
С модернизацией продуктов, горизонтально-направленные буровые установки развиваются в направлении разведки, которые могут реализовать такие функции, как интеллектуальная коррекция бурения, интеллектуальная диагностика неисправностей, автоматическая погрузка и выгрузка бурильных труб, автоматическая якорь, автоматическая очистка раствора и автоматическое бурение.

2. Пневматический ударный молоток и метод строительства

Конструкция пневматического ударного молотка очень проста. Он состоит из поршневого цилиндра, поршень, движущийся в поршневом цилиндре, и не более 10 вспомогательные части. Принцип его работы:: ударный поршень приводится в движение сжатым воздухом и попадает в переднюю часть поршневого цилиндра. Сила реакции передней части на поршени заставляет весь ударный молот двигаться вперед в направлении удара в слое грунта. Пневматическое копье (Молотоголовый крот), трубный тараный молоток (Системы протаранения труб) и труборазрушивающий молоток (Системы разрыва труб) все они называются пневматическими ударными молотками. Методы конструкции трех пневматических ударных молотков будут проанализированы ниже.
1. Пневматическое копье
Способ изготовления пневматического копья: под действием сжатого воздуха, поршень в пневматическом копье совершает возвратно-поступающее движение, непрерывное воздействие на наконечник копья, наконечник копья сдавливает окружающую почву, образуя отверстие, и заставляет тело копья продвигаться в почве; По мере продвижения пневматического копья, пневматическое копье перетаскивает трубопровод небольшим диаметром в отверстие для завершения прокладки трубопровода. По различным геологическим условиям, пневматическое копье может быть использовано для формирования отверстия первым, и тогда трубопровод можно перетащить в отверстие, или трубопровод можно перетащить в отверстие во время бурения.
Пневматическое копье подходит для прокладки стальных труб, ЧП, ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, кабели и другие трубопроводы с наружным диаметром 30 ~ 150 мм и длиной 10 ~ 100 м в однородном слое без воды, такие как глина и суглинистый. Пневматическое копье имеет преимущества простого управления, удобная сборка и демонтаж, простота обслуживания, низкая стоимость строительства, быстрая скорость строительства, Др., и имеет функцию направления движения вперед и назад.
Диаметр пневматического копья составляет 45 ~ 180 мм, и сила удара составляет 1,7 ~ 43 тонны. С добавлением аксессуаров, Пневматическое копье также подходит для тарана в вертикальном направлении, например, для фундаментных свай. Он также может быть использован при оснащении втулочным конусом. Использование тампера.
Как правило, пневматические копья могут достигать только линейного сверления, но направленное пневматическое копье, разработанное TRACTO-TECHNIK в Германии, также может достигать направленного бурения. Способ построения показан на рисунке ниже. Направление направленного пневматического копья определяется стандартной направляющей. Датчик размещен в передней камере пневматического копья для предоставления информации о наклоне и вращении дисплея. Ручное позиционирующее устройство на земле может точно отслеживать наклон и глубину положения пневматического копья. В зависимости от различного строения почвы, Минимальный радиус изгиба направленного пневматического копья равен 27-30 метров.

2. Трубчатый трамбовщик
Метод строительства трамбовщика труб заключается в использовании трамбовщика труб для непосредственного тарана стальной трубы, которая должна быть уложена в землю вдоль проектного маршрута. Во время строительства, Сила удара трамбовки непосредственно действует на заднюю часть трубы тарана, и передается на передний конец трубы через стальную трубу для резки. Слой почвы, и преодолеть трение между стальной трубой и землей, заставить стальную трубу продолжать входить в слой почвы, и осуществить бестраншейную прокладку трубопроводов.
Трамбовочный молоток соединен с трамбовочной трубой трубозащитным патроном, а коническая стальная втулка трубозащитного патрона может эффективно закрепить трамбовочный молоток на трамбовочной трубе, так что не требуется опорная рама. С функцией отступления трамбовщика труб, трамбовщик труб можно легко вынуть из защитного патрона трубы. Способ построения трамбовки показан на рисунке ниже.

В левой части рисунка выше показан трамбовщик трубы, прочно соединенный с трубой тарана с помощью защитного зажима трубы и размещенный на опорной платформе тарана. Ударная нагрузка молотка таранной трубы протаранила трубу в землю. Правая сторона приведенного выше рисунка показывает ситуацию, когда сжатый воздух или вода высокого давления используется для выталкивки напорной пластины, чтобы вытолкнуть почву и камень из трубы.. Шнек также может быть использован для выкапывать почву и камень в трубе..
Трамбовочная молотка имеет диаметр 95-600 мм и усилие трамбовки 23-2000 Тонн. Подходит для прокладки стальных труб с наружным диаметром 50-3500 мм и длину 10-80 м в различных слоях почвы без крупного гравия. Метод строительства трубного трамбовщика имеет преимущества отсутствия необходимости в дорогостоящих опорах сопротивления, короткое время установки и регулировки, простая технология, малая глубина конструкции, низкая стоимость строительства, и высокая скорость строительства, и он также имеет функцию ретрита.
Труботаранит использует динамическую энергию удара для врезания стальных труб в землю. Трамбовщик труб имеет тенденцию отклоняться от направления, когда слой меняется или сталкивается с препятствиями. Направление бурения неконтролируемое, и точность трека низкая. Не подходит для крупномасштабных гравийных образований. использование.
3. Трубоукладчик
Метод строительства пневматического труборазрушащего молотка заключается в том, чтобы разорвать оригинальный старый трубопровод труборазрывным молотком и переложить новый трубопровод. Вновь проложенный трубопровод может быть равен или больше, чем оригинальный старый трубопровод.. Схема принципа построения выглядит следующим образом:.

Когда трубопровод имеет продольные трещины, утечка, осаждение продукта, блокировка, Др., Метод сломанной трубы может быть использован для повторной прокладки трубопровода, который является быстрым и экономичным методом строительства. Сломанные трубы обновлены старыми трубами из керамики, необлаживленный бетон, асбестоцемент, пластик или чугун.
Пневматический трубоукладчик имеет диаметр 130 ~ 600 мм, который подходит для замены канализационных труб, дренажные трубы и старые трубы, такие как воздух и вода. Его можно заменить на ПВХ-у (ненасыщенный поливинилхлорид) того же диаметра трубы или большего диаметра трубы. , ПС-HD (полиэтилен высокой плотности), Пп (полипропилен) новый трубопровод, наружный диаметр трубопровода 150 ~ 1200 мм, и длина 10 ~ 100 м. Конструкция трубной дробилки имеет преимущества простого оборудования, низкие инвестиции, низкая стоимость строительства, простота установки и обслуживания, и высокая скорость строительства, и он также имеет функцию ретрита.

3. Комбинированная конструкция горизонтально-направленного сверла и пневматического ударного молота

Когда горизонтально-направленное сверло используется для самостоятельного строительства, иногда трудно начать бурение, и бурильная труба и труба застряли или застряли в грязи, когда их тянет назад. Для решения проблемы часто используется комбинированный метод построения горизонтально-направленного сверла и пневматического ударного молота.. Вышеупомянутые проблемы. Прокладка трубопроводов в горных породах, галька и грунт для засыпки – техническая проблема, с которой сталкивается бестраншейная конструкция. Комбинированная конструкция горизонтально-направленных сверл и пневматических ударных молотков является эффективным методом решения вышеуказанных строительных задач.
1) Комбинированная конструкция горизонтально-направленного бурения и трамбовочной молотки
Комбинированная конструкция горизонтально-направленного бурения и трамбовочной молотки может быть использована для тарана стартового трубопровода до того, как будет построена установка горизонтально-направленного бурения., помощь горизонтально-направленному бурению для прокладки трубопровода, и извлеките бурильные инструменты и бурильные трубы.
1. Проталкивание в стартовом трубопроводе для строительства горизонтально-направленной буровой установки
Трамбовочный молоток может помочь горизонтально-направленному сверлу протаранить участок трубы в твердую формацию, подготовить канал для циркуляции бурового раствора, а также подготовить секцию без трения при оттягивании трубы.
2. Помощь горизонтально-направленному бурению для прокладки трубопроводов
Подключите трамбовку трубы к заднему концу укладочного трубопровода, чтобы оказать удар по задней части трубопровода, чтобы предотвратить застревание горизонтально-направленного бурения буром во время процесса прокладки трубопровода на большие расстояния.
3. Извлечение инструмента горизонтально-направленного бурения
При горизонтально-направленном бурении не удается проложить трубопровод, установить трамбовочную трубу на трубопровод. При ударе трамбовочной молотки прикладывается к трубопроводу, это может помочь горизонтально-направленному бурению извлечь трубопровод или буровой инструмент, застрявший в растворе.
4. Помощь горизонтально-направленному бурению для извлечения бурильной трубы
Для соединения трамбовщика труб с бурильной трубой используется специальный механизм соединения. Ударная сила трамбовщика прикладывается к бурильной трубе, который может помочь горизонтально-направленному бурению для извлечения бурильной трубы, застрявшей в буровом растворе.
5. Комбинированная конструкция горизонтально-направленного бурения и пневматического обратно расширяющегося молотка
Прокладка трубопроводов в горных породах, Галька и засыпанный грунт – это техническая трудность, с которой сталкиваются горизонтально-направленное бурение и пневматические ударные молотки, и таких проектов много. Сейчас, всякий раз, когда они сталкиваются с такими проектами, Большинство строительных единиц решительно решают сдаться. После нескольких строительных единиц, оснащенных определенным строительным оборудованием, предпринимают такие проекты., они часто идут на большие неприятности и могут быть не в состоянии завершить их гладко. Поэтому, исследования и разработки в кратчайшие сроки Вспомогательное оборудование, отвечающее строительным требованиям данного типа проектов, срочно необходимо на рынке.
Ударный ударник, используемый в буровых установках, также является разновидностью пневматического ударного молотка.. Его технология бурения в горных породах очень зрелая и широко используется в шахтных взрывных работах.. По принципу работы скважинного сверла, разработан пневматический рециркуляционный молоток для поддержки конструкции с горизонтально-направленной буровой установкой. Горизонтально-направленное сверло обеспечивает вращательное движение, а пневматический рециркуляционный молоток обеспечивает энергию удара. Теория может реализовать бурение в горных породах и гравии. И требования к размашнему конструкции. В настоящее время, Такие компании, как Vermeer в США и Zoomlion в Китае, проводят исследования по вышеупомянутой технологии.. Этот новый тип пневматического заднего расширительного молотка скоро будет введен на рынок бестраншейных систем для удовлетворения строительных требований пользователей.. Схема принципа построения выглядит следующим образом:.
Рыночный потенциал бестраншейных технологий огромен, и его технология развивается очень быстро. Сочетание технологии горизонтально-направленного бурения и пневматической ударной молотковой технологии может удовлетворить потребности прокладки трубопроводов в сложных формациях, таких как гравий и горные породы.. Это будет направление развития бестраншейных технологий. . В дополнение, сочетание технологии горизонтально-направленного бурения и технологии автоматического управления повысит степень автоматизации и сделает работу более безопасной и надежной. Это будет направление развития технологии горизонтально-направленного бурения..

4. Заключение

Хотя бестраншейная технология строительства имеет историю не более 30 лет в Китае, бестраншейные методы строительства, представленные горизонтально-направленным бурением и пневматическими ударными молотками, быстро развиваются и широко применяются при прокладке новых городских трубопроводов и замене старых трубопроводов. Его рыночный потенциал неизмерим, и его основные тенденции развития заключаются в следующем::
1. Оборудование развивается в сторону масштабных, для удовлетворения потребностей в трубах большого диаметра и прокладке трубопроводов на большие расстояния.
2. Комбинированная конструкция горизонтально-направленной буровой установки и пневматического ударного молота подходит для прокладки трубопроводов в сложных формациях, таких как гравий и горные породы.
3. Разработка спецтехники, такие как бестраншейная система очистки и рекуперации грязи, соответствует требованиям специальной бестраншейной конструкции; в сочетании с технологией автоматического управления развивается в направлении разведки.