hdd水平定向钻机培训讲义

1、培训讲义水平定向钻机设备能力的的定义大部分的机机器均采采用回拖拖力来衡衡量设备备能力的的大小，例例如：CCASEE60330、DDitcch WWitcchJTT70220、VVermmeerrD5551000、AMMERIICANN AUUGERRSDDD9900、北京京土行孙孙DDWW3200、深圳圳钻通ZZT-335等。进进口的设设备一般般以磅为为计量单单位，国国产机器器都以KKN来衡衡量推拉拉力。除了推拉力力，所有有的设备备还有一一个重要要的参数数扭矩矩。在定定向钻发发展的初初期阶段段，人们们认为设设备主要要是用来来回拖管管线，制制造厂商商会着重重宣传机机器的推推拉力。随随着技术术的发

2、展展，大家家都认识识到扭矩矩也是一一个重要要的因素素。因为为，在定定向钻施施工时，主主要是靠靠扭矩来来切削地地下土层层，设备备没有合合适的扭扭矩，也也同样不不能很好好地完成成工程。因因此，对对于不同同能力的的定向钻钻必须有有相互配配合的推推拉力和和扭矩。另外，国外外制造的的机器都都按照标标准配备备了机载载高压泥泥浆泵，也也非常重重视机载载高压泥泥浆泵的的输送能能力。这这种配置置的出发发点在于于认识识到泥浆浆对定向向钻施工工的重要要性：泥泥浆是一一种工具具，其在在定向钻钻施工中中的重要要性相当于于人体的的“血液”，其主主要目的的-减少施施工阻力力和风险险，是发发挥定向向钻潜力力的“酵母”。定向钻

3、的组组成定向钻机的的主要由由以下几几部分组组成：发发动机为液液压系统统提供动动力；液液压泵为各各种动作作的提供供液压能能量；液液压马达达和液压压缸执行需需要的工工作动作作。在定向钻机机中，发发动机是是设备的的主要部部分，它它的性能能好坏直直接影响响到机器器是否能能保持良良好的工工作状态态。如果果没有足足够的功功率支持持，在施施工中遇遇到较大大的阻力力时，就就会出现现发动机机不能正正常工作作甚至熄熄火的现现象。按按照要求求进行使使用、维维护和保保养，是是让发动动机延长长使用寿寿命的关关键。液压泵是定定向钻机机中的核核心部分分，它们们为所有有的工作作提供了了动力来来源。一一般选用用二到三三个液压压

4、泵来分分别为不不同的工工作部分分提供高高温高压压液压油油。在定定向钻机机的施工工中，需需要实施施推拉、旋旋转、保保证高压压泥浆的的供应以以及完成成其它的的辅助动动作（如如装卸钻钻杆、机机器行走走、地锚锚固定等等）。比比较好的的定向钻钻机会设设置了三三个液压压泵来分分别满足足推拉、旋旋转、泥泥浆或辅辅助动作作所需要要的动力力。液压马达和和液压缸缸是机器器上的执执行部件件，它们们可以根根据操作作者的指指令进行行需要的的动作。液液压马达达主要实实现的是是旋转，液液压缸执执行的是是直线运运动。液液压马达达和液压压缸通过过电液（或或液液）控控制部件件与液压压泵连接接在一起起，形成成了液压压系统。液压系统

5、液压闭路循环系统反馈控制线动力输入动力输出液压油箱液压泵液压马达根据其结构构的不同同，可以以分为两两种液压压工作系系统。一一种称为为闭路循循环系统统，另一一种称为为开路循循环系统统，它们们各自液压闭路循环系统反馈控制线动力输入动力输出液压油箱液压泵液压马达闭路循环系系统的主主要特点点：可以以节省发发动机输输出功率率。在闭闭路系统统中运行行的高压压高温液液压油，经经过工作作会消耗耗掉一部部分能量量，这些些油在执执行部件件的出口口，相对对还是处处在具有有一定温温度和压压力的状状态。在在重新回回到液压压泵的进进口时，只只需要通通过液压压泵增加加被消耗耗的能力力部分，就就好像加加热冷水水和温水水所烧掉

6、掉的燃料料数量不不同一样样。开路循环系统开路循环系统液压泵液压油箱控制元件液压缸滤清器液压油冷却器与闭路系统统不同的的是，开开路循环环系统中中的高压压高温液液压油在在工作后后会通过过液压油油冷却器器回到油油箱。这这样，在在下一次次工作周周期开始始时，必必须通过过液压泵泵再进行行加温加加压才能能继续提提供动力力。在开开路系统统中，发发动机始始终为液液压系统统消耗一一定的功功率。定向钻机维维护保养养各种型号的的定向钻钻机在操操作使用用说明书书中都给给出了具具体的要要求，常常见的维维护保养养规程如如下：1常规例例查（每每工作110小时时或每天天）检查发动机机风扇驱驱动皮带带；检查冷却水水液位及及冷却

7、系系统；检查燃油箱箱油位（主主机和泥泥浆混配配系统）；检查机油油油位（主主机和泥泥浆混配配系统）；检查液压油油油位；检查推拉驱驱动链条条松紧程程度；检查、润滑滑动力虎虎钳；润滑钻杆导导向轴承承；检查所有的的连接处处、液压压接头和和螺栓紧紧固情况况。2.日维护护保养主机：将钻钻机冲洗洗干净。冬冬季，在在机载高高压泵、泥泥浆管和和露在外外面的钻钻杆内应应打入防防冻液。泥浆系统：将其冲冲洗干净净，排放放积水（在在冬季时时，特别别要将泥泥浆泵中中的积水水排放干干净），发发动机加加罩防雨雨、防冻冻。3.正常期期限维护护保养a每工作作50小小时或每每周检查空滤及及空滤指指示器并并根据需需要加以以清洁；油水

8、分离器器排水；检查或更换换泥浆泵泵曲轴箱箱油；润滑前推进进链条导导向轮轴轴；润滑后推进进链条轴轴承；润滑驱动导导向旋转转轴；检查、润滑滑履带滚滚动轴；检查履带齿齿轮箱油油位；润滑所有控控制键活活动部位位。b.每工作作1500小时或或每月-更换发发动机机机油和滤滤清器c每工作作2500小时或或每三个个月检查风扇皮皮带；更换液压油油滤清器器；检查发动机机冷却系系统；检查蓄电池池电解液液液面；检查行星履履带驱动动齿轮油油；检查驱动齿齿轮箱油油；d每工作作5000小时或或半年更换泥浆泵泵曲轴箱箱油；更换发动机机燃油滤滤清器；更换水泵曲曲轴箱油油；更换驱动齿齿轮箱油油；f每工作作10000小时时或一年年

9、当空滤指示示器提示示时，更更换或者者清洗空空滤组件件；更换冷却液液；更换行星履履带驱动动齿轮油油；更换液压油油；清洁或更换换液压油油虹吸网网滤清器器。二、钻具钻头钻头是定向向钻施工工时的重重要工具具，它主主要在工工程开始始时进行行导向孔孔作业。根根据不同同地质情情况，可可以选择择不同的的钻头和和钻头板板。在一般的粘粘土层和和沙土层层条件下下，选择择的是通通用钻头头（如图图2-11）。在在岩石层层中工作作可以使使用岩石石钻具（如如图2-5和图图2-66）。普通钻头体体的结构构钻头组件通通常由主主体、用用螺栓固固定的钻钻头板或或（和）压压板组成成。主体体内有一一个放置置可发射射无线电电信号的的控向

10、信信号棒的的隔舱，泥泥浆通道道用来将将泥浆输输送到钻钻头组件件的前端端，使泥泥浆形成成一定的的高压流流体喷射射出来。为了保证控控向信号号棒的无无线电信信号的正正常发射射，主体体上开有有电磁通通槽，该该电磁通通槽必须须采用具具有一定定强度的的非金属属材料进进行密封封。在使使用时，安安装完控控向信号号棒后，必必须按照照要求做做好固定定防护，防防止在工工作中造造成丢失失控向信信号棒。在使用有线线控向信信号棒时时，为了了便于安安装有线线控向信信号棒，钻钻头体采采用的是是后装式式。有线线控向信信号棒从从后部装装入，在在导线引引出端必必须存在在密封部部件，防防止泥浆浆渗入信信号棒腔腔体，造造成漏电电，影响

11、响正常工工作。图2-1 通用用钻头钻头体上的的钻头板板的功能能是在土土层中切切削出一一个允许许后续钻钻杆通过过的孔道道，以便便完成导导向孔作作业。在在工作中中，随着着钻机动动力头的的动作，通通过钻杆杆与动力力头连接接在一起起的钻头头体会进进行相应应的工作作。如果果动力头头主轴既既进行旋旋转同时时也进行行推进，钻钻头体会会基本按按照预定定的直线线方向前前进；如如果动力力头主轴轴不旋转转，通过过钻杆推推动钻头头体前进进，由于于受到作作用在钻钻头板上上的外力力作用，钻钻头板会会按照停停止的钟钟面进行行角度（方方向）的的改变。钻头板是钻钻头体上上的一个个重要部部分。为为了更好好地进行行施工，必必须根据

12、据不同的的土层情情况选用用不同形形式的钻钻头板。在在通常的的土层下下，基本本选择使使用平板板（具有有或没有有耐磨合合金）式式。下图图就是部部分钻头头板的形形式。图2-3普普通土层层中使用用的钻头头板 图图2-44硬土层层、回填填土层中中使用的的钻头板板钻头板的选选择不仅仅考虑其其形状而而且需要要考虑其其外型尺尺寸的大大小，选选择的原原则是：硬土层层应该选选用倾斜斜角度和和尺寸小小的；软软土层可可以选择择倾斜角角度和尺尺寸大的的。在硬硬土层和和回填土土层中，需需要使用用镶焊合合金刀头头的钻头头板。发发现钻头头板磨损损严重时时，就应应该进行行更换，否否则会降降低工作作效率。泥浆通道是是在制造造钻头

13、体体时经过过专门设设计和进进行加工工形成。它它的主要要作用是是保证泥泥浆能够够通畅地地输送到到钻头体体前端。由由于该通通道与控控向信号号棒隔舱舱靠的很很近，因因此能够够冷却钻钻头体与与地层摩摩擦产生生的热量量，保护护控向信信号棒不不会因为为温度过过高而损损坏。在在泥浆通通道的出出口处，可可以根据据需要加加装喷嘴嘴，以便便调整泥泥浆喷射射时的压压力。每每次使用用前，必必须检查查该通道道和喷嘴嘴是否畅畅通，以以免因为为堵塞造造成控向向信号棒棒的烧毁毁及其他他施工事事故。岩石钻头体体在岩石中进进行作业业，必须须采用相相应的岩岩石钻头头体（如如下图）。 图2-55三爪式式钻头体体 图2-6泥浆浆马达及

14、及牙轮钻钻具这两种钻头头体都可可以在岩岩石地层层进行作作业，在在实际工工作中如如何选择择使用哪哪种形式式，取决决于设备备能力、高高压泥浆浆泵的配配置以及及配套和和施工成成本。三爪式钻头头体的配配套和施施工成本本较低，工工作效率率慢。在在实际施施工时，它它的钻进进和改变变方向完完全依靠靠设备本本身的能能力（推推力和扭扭矩），可可以配备备三爪式式钻头体体的设备备能力推力力13.33kkN（3300000Ibbs）；主轴输输出扭矩矩54223Nm。在进进行方向向调整时时，应该该采用定定向（或或称“扇面”）切削削，这种种工作方方式的操操作步骤骤是，在在需要改改变方向向的方位位一定范范围内来来回进行行反

15、复的的切削。例例如：如如果在112点钟钟进行上上抬操作作（即要要求增加加钻进角角度）。第第一步，在在钻头脱脱离岩石石的情况况下，先先将钟面面调整到到9点钟钟；第二二步，向向钻头施施加一定定的推力力（根据据岩石的的强度确确定推力力的大小小）；第第三步，在在推力存存在的条条件下，旋旋转钻头头到3点点钟；第第四步，撤撤回钻头头。而后后重复进进行上面面的操作作步骤，直直到完成成需要的的角度改改变为止止。在实实际操作作中，必必须考虑虑到钻杆杆所能承承受的弯弯曲，不不能采取取在短距距离内就就完成大大角度的的改变要要求，这这样会造造成钻杆杆的损坏坏。在直直线钻进进时，与与普通钻钻头体一一样进行行工作，关关键

16、在于于根据岩岩石的硬硬度，选选取适当当的钻进进压力和和扭矩。如如果两者者匹配不不恰当，会会造成合合金刀头头的快速速磨损或或损坏。泥浆马达及及牙轮钻钻具的配配套和施施工成本本较高，工工作效率率较快。在在实际施施工时，它它的钻进进和改变变方向完完全不仅仅依靠设设备本身身的能力力（推力力和扭矩矩），而而且需要要大流量量的泥浆浆。从图图17-6左图图中可以以看到泥泥浆马达达和牙轮轮钻具的的装配情情况。需需要说明明的是泥泥浆马达达本身在在某个方方向上弯弯曲形成成一个很很小的角角度（3），该该弯曲方方向与控控向信号号棒所要要求的钟钟面（112点钟钟）一致致。泥浆浆马达的的工作原原理是：将具有有一定压压力和

17、流流量的泥泥浆转变变为驱动动钻头旋旋转的机机械能量量。在要要求直线线钻进时时，除了了钻杆旋旋转外，泥泥浆马达达也会带带动安装装在一起起的钻头头旋转。在在需要改改变方向向时，调调整泥浆浆马达的的弯曲指指向到指指定的钻钻进钟面面，停止止钻杆的的旋转并并在钻杆杆上施加加相应的的推力，依依靠高压压泥浆驱驱动泥浆浆马达带带动牙轮轮钻具旋旋转切削削岩石，随随着该方方向上的的岩石逐逐渐被切切削，就就会造成成方向的的改变。在在使用泥泥浆马达达时，应应该做到到逐步缓缓慢地进进行方向向的改变变，否则则会造成成泥浆马马达非正正常磨损损或产生生卡钻事事故。因因为，泥泥浆马达达的直径径比钻杆杆大，在在较短的的距离内内无

18、法产产生弯曲曲变形，需需要切削削出使得得泥浆马马达和钻钻杆都能能通过的的孔道。在在实际操操作中应应该采用用逐步改改向的方方法，需需要根据据泥浆马马达弯曲曲部分的的长度控控制需要要改变方方向的距距离，而而且改变变的距离离要比泥泥浆马达达弯曲部部分的长长度短，例例如：泥泥浆马达达弯曲部部分长度度是0.5米，每每次只能能切削00.2米米0.33米，当当这一段段孔道被被切削出出来后，必必须采用用保持直直线钻进进方式工工作0.3米0.44米，然然后再继继续进行行改变方方向的操操作，如如此反复复进行，直直到该段段改向操操作全部部完成。两种岩石钻钻头体上上的硬质质合金刀刀头需要要根据岩岩石的硬硬度选择择，选

19、择择的要求求是：岩岩石硬度度大，硬硬质合金金刀头应应该短。使使用中应应该经常常检查硬硬质合金金刀头的的磨损情情况，及及时更换换磨损严严重的硬硬质合金金刀头。钻杆钻杆的作用用类似于于汽车的的驱动轴轴，它将将旋转扭扭矩和推推拉力从从钻机传传递给钻钻头体或或回扩器器，是水水平定向向钻施工工中最昂昂贵的钻钻进工具具之一。钻钻杆的示示意结构构如图22-7。图2-7 钻杆杆结构示示意图进行HDDD施工时时，钻杆杆必须有有足够的的直径和和截面尺尺寸，目目的在于于：最大程度地地减少不不必要的的偏移以以形成较较好的直直线孔道道，易于于铺设管管线。防止像弹簧簧过度扭扭转以便便进行有有效的传传递扭矩矩，保证证。有效

20、传递变变向所需需的推力力和回扩扩（拖管管）的拉拉力。提供一条有有效通道道使钻头头、回扩扩器或泥泥浆马达达获得足足量的泥泥浆。由于各生产产厂家采采用的钢钢材和加加工的工工艺不同同，因此此，在使使用任何何一种型型号、规规格的钻钻杆前，必必须详细细了解该该种钻杆杆的允许许使用强强度和弯弯曲半径径。只有有正确使使用并且且及时进进行维护护保养，才才可以延延长钻杆杆的使用用寿命。在使用钻杆杆时需要要注意以以下几点点：每次钻进，务务必适时时变换钻钻杆箱中中钻杆的的位置，这这样能确确保每根根钻杆在在一定时时间内有有相同的的累计进进尺，使使整个钻钻杆串可可同时报报废更换换。只能使用高高品质的的丝扣润润滑脂保保护

21、钻杆杆的螺纹纹接头。不准使用虎虎钳夹持持钻杆管管身，只只允许夹夹持钻杆杆的镦锻锻部位。定期对钻杆杆进行检检查。钻杆为什么么会损伤伤：在工作作中的钻钻杆经常常处在一一种既受受到拉伸伸（或压压缩）又又受到旋旋转时产产生的扭扭矩作用用。推进和回拉拉时，作作用于钻钻杆上的的应力使使钻杆串串处于压压缩（拉拉伸）状状态。由于钻杆串串在地下下处在弯弯曲状态态，在旋转工工作中，每根钻杆杆体都会反复受到拉伸和压缩的交变应力的影响，频率达到每分钟150次。钻杆在何处处损坏：管身-大多数数钻杆在在钻杆的的管身处处断裂。钻杆接头部部位。如果过度弯弯曲持续续的时间间过长，公公螺纹端端的螺纹纹根部会会产生疲疲劳裂纹纹。如

22、何避免钻钻杆的损损坏：变变向过度度（当变变向“推进”时，倾倾仰角变变化过快快）是造造成钻杆杆失效的的主要原原因。变变向应该该间隔一一定长度度的钻杆杆逐步实实施，避避免超过过钻杆的的弯曲极极限和使使钻杆串串承受破破坏性的的载荷。图2-8 钻杆受受力图图2-9 钻杆容容易损坏坏部分建议的保养养和维护护锥型螺纹结结构可以以无故障障使用较较长时间间。然而而，在操操作或连连接时造造成的损损伤可能能会损坏坏锥型螺螺纹接头头并缩短短整个钻钻杆串的的寿命。同同其它加加工精良良的部件件一样，锥锥螺纹接接头也需需要进行行保养和和维护以以获得最最大的投投资回报报。下列列步骤会会帮您达达到这个个目的。使用前，仔仔细清

23、洁洁接头的的公螺纹纹和母螺螺纹部分分。钻杆加接前前，检查查每个接接头台肩肩和螺纹纹承压侧侧是否损损坏。只能使用高高品质的的丝扣油油润滑接接头。用推荐的扭扭矩拧紧紧接头。拆除不用时时，彻底底清洁接接头。钻杆不用，尤尤其是将将其从一一处移至至另一处处时，始始终要在在接头螺螺纹上安安装螺纹纹护套。移动钻杆时时，不许许拖拉或或随意处处置接头头。定期对所有有螺纹接接头和杆杆体进行行磁力或或超声波波探伤。钻铤、启始始杆和扭扭矩套1.钻铤钻铤是钻机机上的一一个重要要零件，它它与钻机机上动力力头主轴轴连接。定定向钻液液压系统统产生的的推（拉拉）力和和扭矩都都是首先先通过它它，然后后再传递递到钻杆杆和钻具具上。

24、因因此，在在工作中中需要经经常检查查其连接接螺纹的的磨损情情况。必必须及时时更换螺螺纹磨损损严重的的钻铤，以以免在施施工中产产生断裂裂，影响响工程进进度，甚甚至造成成工程失失败。钻铤图2-100钻铤2. 启始始杆与扭扭矩套使用启始杆杆与扭矩矩套为了了满足下下面两方方面的要要求：常用的钻杆杆丝扣是是锥型，而而钻具的的丝扣是是直型（中中小型定定向钻），这这两种丝丝扣的连连接需要要进行转转换。图 2-111启始始杆与扭扭矩套在中小型定定向钻的的工作中中，钻具具上的扭扭矩和推推拉力都都是经过过钻杆传传递得到到，为了了保证扭扭矩和推推拉力的的传递，不不损坏钻钻具，通通常在钻钻杆和钻钻具之间间会采用用启始

25、杆杆与扭矩矩套。在机械结构构中，直直型丝扣扣只能承承受固定定的外力力，而在在定向钻钻作业中中经常会会遇到突突然变化化的交变变力，直直型丝扣扣很容易易损坏。采采用启始始杆与扭扭矩套不不仅可以以传递扭扭矩；而而且，在在进行推推拉动作作时，扭扭矩套也也限制了了钻具上上的直型型丝扣受受到外力力作用时时产生弯弯曲变化化，这样样就保护护了直型型丝扣不不会折断断。在具体工作作中，启启始杆与与扭矩套套也是易易损部件件，它们们会随着着使用时时间的延延长而逐逐渐或快快速（在在沙土中中）磨损损，应该该根据磨磨损情况况及时更更换。否否则会因因为这两两个部件件的损坏坏，造成成钻具和和控向信信号棒在在作业中中被丢失失在地

26、下下。在大中型钻钻机的配配置中，由由于设备备的扭矩矩和推拉拉力都很很大，再再采用启启始杆和和扭矩套套方式连连接钻杆杆与钻具具，会既既不安全全也不经经济。所所以，在在大中型型钻机的的钻杆与与钻具的的连接全全部采用用锥型丝丝扣直接接连接方方式。扩孔钻具扩孔的主要要目的是是在地下下造成一一个足够够安装被被敷设管管道的孔孔洞，它它的直径径应该比比被敷设设管道的的直径要要大1.5倍左左右。对对于直径径较小的的管道（200），可以根据机器能力、敷设长度和地层状况考虑一次回扩回拉完成施工任务；管道直径200的，必须采用多次扩孔工艺，逐步扩大孔洞直径，直至扩大到可以足够敷设管线为止。根据地下地地质情况况，选择

27、择不同形形式的扩扩孔钻具具。下面面是常用用的四种种扩孔钻钻具：图 2-112 切切削式扩扩孔钻具具图 2-113 挤挤压式扩扩孔钻具具图 2-114 流流道式扩扩孔钻具具图 2-115 岩岩石扩孔孔钻具前三种扩孔孔钻具主主要在土土层和风风化程度度高的岩岩石中应应用，在在各种岩岩石地层层中就需需要选择择使用岩岩石扩孔孔钻具。扩孔钻具的的功能不不仅是为为了扩大大孔洞的的直径，更更重要的的是切削削（在岩岩石地层层更是如如此）和和挤压土土层。在在所有的的扩孔钻钻具上会会根据对对付不同同的地质质而安装装不同的的切削刀刀头。切削式扩孔孔钻具通常常在粘土土层中使使用，它它们的主主要作用用是将粘粘土粉碎碎，并

28、且且让粉碎碎后的粘粘土与泥泥浆进行行充分的的搅拌，使使之可以以悬浮在在泥浆中中而排出出，在通通常施工工中的速速度比较较快，功功率消耗耗较小；在比较较软的粘粘土层中中，应该该选择使使用挤压压式扩孔孔钻具，它它们的作作用在于于可以在在土层中中挤压出出一个孔孔壁密实实的孔洞洞，使用用时需要要耗费较较大的功功率，施施工速度度较慢。也也可以根根据需要要，在实实际工作作中分别别采用切切削式扩扩孔钻具具和挤压压式扩孔孔钻具混混合使用用。一般般先用切切削式扩扩孔钻具具把地层层扩大，而而后用直直径小一一号的挤挤压式扩扩孔钻具具把孔内内的钻屑屑挤实。流道式钻具具是具有有上述两两种钻具具优点的的扩孔钻钻具，在在粉碎

29、粘粘土的同同时也将将钻屑挤挤实。因因此，这这类钻具具的施工工速度和和功率消消耗处于于两者之之间，在在大部分分的粘土土和沙土土层中都都可以工工作。只只有在一一种粘性性较大的的粘土层层（俗称称胶粘土土）中使使用时需需要特别别注意，因因为这种种粘土会会在流道道式钻具具上的流流道上形形成粘附附层，而而且会随随着工作作时间和和距离的的增加，粘粘附情况况会越来来越严重重，造成成扭矩和和推拉力力越来越越大，甚甚至产生生设备自自动卸荷荷不能继继续工作作的情况况。在岩石地层层扩孔必必须使用用岩石扩扩孔钻具具。岩石石扩孔钻钻具的工工作原理理是：整整个岩石石扩孔钻钻具在工工作中会会随着钻钻杆的旋旋转而旋旋转；同同时

30、，每每个牙轮轮也会在在高压泥泥浆的冲冲击下，围围绕着安安装轴旋旋转（如如下图）。这这样可以以保证安安装在牙牙轮上的的合金刀刀头都能能参与工工作，不不会因此此造成局局部的合合金刀头头先磨损损而使扩扩孔钻具具不能正正常作业业。 安装装轴 牙轮图 2-116 岩岩石扩孔孔钻具在扩孔工作作中，特特别需要要强调的的是，必必须保证证有充足足的泥浆浆供应。否否则，会会因为切切削形成成的岩石石碎屑不不能大量量排出而而造成在在孔洞内内堆积，这这些岩石石碎屑就就会磨损损岩石扩扩孔钻具具，甚至至将岩石石扩孔钻钻具全部部损坏而而不能使使用。在在正常使使用中，也也应该经经常检查查岩石扩扩孔钻具具上的合合金刀头头的磨损损

31、情况，及及时更换换磨损严严重的合合金刀头头，延长长岩石扩扩孔钻具具的使用用寿命。在使用中，需需要根据据土质的的不同选选择适合合的扩孔孔钻具，不不能千篇篇一律的的只用一一种形式式的扩孔孔钻具。旋转接头该接头的主主要作用用是将钻钻机产生生的旋转转动作进进行转化化，使其其随带的的后续物物品不能能同样进进行旋转转。因为为，无论论多大吨吨位的钻钻机，都都不可能能将后面面拖带的的钻杆及及（或）管管道等一一起转动动。根据使用的的钻具不不同，旋旋转接头头分为以以下两种种形式：1.在在回扩器器上带有有旋转装装置；22.另外外采用专专门的旋旋转接头头（如图图2-117、22-188）。图2-177 带带有旋转转装

32、置的的回扩器器图 22-188专门的的旋转接接头在使用时，需需要定期期检查是是否有损损坏，旋旋转部分分能否正正常工作作，按照照生产厂厂家的要要求进行行润滑注入入润滑脂脂。连接（回拉拉）装置置要确保管线线成功回回拉，必必须选择择合适的的回拉装装置。下下列装置置是HDDD领域域中最为为普遍的的回拉装装置（拉拉引器）：图2-199中国式网套套拉索：普遍用用于铺设设直埋公公用管线线，如同同轴电缆缆、铜电电话线和和小直径径刚性管管线如PPVC管管和钢管管。螺纹旋入式式管线回回拉器：普遍用用于规格格为2到到5厘米米直径范范围的套套管和聚聚乙烯管管的回拉拉。聚乙烯管（PPE）回回拉器：用于铺铺设规格格为5到

33、到15厘厘米直径径范围的的PE管管。多管线回拉拉器：是一种种在单流流线型管管线中同同时铺设设12、116或更更多套管管的装置置。通常常与螺纹纹旋入式式管线回回拉器联联合使用用。拉索：一端端共用一一个连接接位置，另另一端采采用不同同长度的的拉索与与待铺设设的多条条公用管管线连接接，使它它们的连连接点错错开。连接（回拖拖）装置置是用来来在回拖拖被敷设设管线时时连接管管线与回回扩器使使用的。根根据管线线材料的的不同，可可以选择择相应的的回拖连连接件。网套型：网网套型（图图2-220）主主要使用用在小口口径（1550mmm）塑料料管上，它它们采用用钢丝编织成像像一张鱼鱼网一样样。开口口处套入入塑料管管

34、，然后后收紧并并且用钢钢丝牢牢牢捆扎。实实际回拉拉过程中中，由于于钢丝捆捆扎和网网套与塑塑料管的的摩擦力力的作用用，使塑塑料管可可以随着着钻杆的的回收而而被拉进进孔道中中。网套套型连接接（回拖拖）件具具有简便便易用的的特点，可可以根据据要求进进行单根根或多根根管道的的回拉。图2-200膨胀型：这这种类型型的连接接（回拖拖）装置置可以进进行较大大的塑料料管回拉拉，每种种规格可可以在一一定的管管径范围围内使用用。它的的特点是是，与管管道的连连接采用用了能够够膨胀的的零件。安安装时，必必须将膨膨胀部分分的尖齿齿嵌入管管壁中，适适合在厚厚壁塑料料管上使使用，但但是安装装的过程程比较复复杂。分为三瓣，上

35、面有尖锐的齿分为三瓣，上面有尖锐的齿图 2-221旋塞型：这这类连接接（回拖拖）装置置（图22-222）与膨膨胀型有有些类似似。使用用时必须须选择与与管径相适宜的的规格。只只要将这这类装置置用力旋旋进管道道内孔（像像拧螺丝丝钉一样样）就能能进行回回拉管线线。图 2-222自制：上面三种形形式的连连接（回回拖）装装置一般般用在2000mmm的塑料料管上。如如果需要要在2000mm的塑塑料管或或钢管上上使用连连接（回回拖）装装置，一一般采用用自行设设计加工工的。其其主要原原则是，前前部是必必须是锥锥型（参参考图22-233示意图图），这这样在回回拉时会会减少对对管道的的阻力。图 2-223 自自制

36、连接接（回拖拖）接头头三、钻机操操作步骤骤及注意意事项钻机操作步步骤安全人身安全：应设置工作作警戒区区域，不不允许无无关的人人员进入入并接触触设备。穿戴合适的的安全防防护品。在有酒精或或药品影影响的时时候，不不得操作作设备。液压油、钻钻进液和和冲洗系系统是高高压的。经经常检查查所有的的管线和和接头是是否处于于良好状状态。蓄电池酸性性电解液液引起严严重灼伤伤。在调整或维维护设备备时，应应关闭发发动机并并取下钥钥匙，挂挂上提醒醒指示牌牌。确信设备已已冷却下下来再进进行维修修。设备调迁时时，起重重臂或被被吊起的的设备下下不得站站人。115米外外放置安安全标记记。在运运输途中中，不要要不允许许有人坐坐

37、在操作作座椅上上。设备安全：在已有预埋埋公共管管线的区区域附近近钻进时时，必须须保护和和避免伤伤及它们们。这些些公共管管线包括括：动力力电缆线线、天然然气（煤煤气）管管道、自自来水管管、污水水管、电电信电缆缆（光缆缆）、有有线电视视电缆等等。必要要时，需需对它们们进行暴暴露式开开挖检查查。设备上不同同的安全全标记表表示着可可能会产产生不同同程度的的危险情情况。禁禁止将安安全标记记拆除、移移位、更更换。启动发动机机前，必必须进行行每日例例查。在进行工作作前，必必须启动动发动机机，预热热液压系系统，预预热时间间：100至300分钟（根根据环境境温度具具体确定定）。设备运行时时，推拉拉力、扭扭矩不得

38、得超过设设备规定定极限。钻进/回拖拖时，严严禁钻杆杆逆时针针旋转。停机后，拨拨动各控控制健，使使机器卸卸压；打打开各部部位排水水阀，排排放积水水（冬季季需加防防冻液）。操作步骤1.机到达达现场后后，按照照设计要要求进行行钻机定定位；2.作为施施工现场场工作安安排的一一部分，必必须将接接地杆插插进地下下，并和和钻机连连接，使使钻机在在遭电击击时被接接地。万万一发生生电击，接接地杆和和接地电电缆将以以最快的的速度把把电流通通过锚桩桩导入大大地；3.准备好好控向仪仪、泥浆浆等工具具及材料料。导向钻进1.按照控控向仪的的要求标标定仪器器；2.加装钻钻杆，与与钻铤和和钻头体体连接；3.试验泥泥浆是否否能

39、够正正常输送送；4.第一根根钻杆保保持直线线钻进（可可以保护护钻杆）；5.通知控控向员对对钻头体体进行定定位；6.继续加加装钻杆杆；7.根据设设计要求求和控向向员定位位的情况况决定是是否需要要调整钻钻头体的的位置，如如果需要要调整，就就采用推推进方式式进行调调整；8.重复（55）、（66）两个个步骤，直直至导向向孔完成成；9.在全部部工作过过程中，随随时检查查控向仪仪上信号号棒的工工作温度度情况，防防止烧坏坏信号棒棒；回扩1.根据需需要敷设设的管道道直径选选择适合合的回扩扩器，一一般应该该是被敷敷设管道道的1.5倍；2.根据土土质和经经验，决决定是多多次回扩扩（建议议主要采采用的方方法），还还

40、是一次次回扩并并回拖管管道；3.连接钻钻杆和回回扩器，在在回扩器器后面必必须连接接下次回回扩需要要使用的的钻杆；4.试验泥泥浆是否否能够正正常输送送；5.先旋转转钻杆和和回扩器器，然后后慢慢回回拉，在在回扩器器进入土土层后，也也必须缓缓慢回拉拉，以便便保证泥泥浆的回回流畅通通；6.遇到钻钻杆接头头，应该该拆卸钻钻杆。在在此过程程中，不不能松开开定虎钳钳，防止止由于受受到重力力的影响响钻杆滑滑出；7.重复（55）、（66）两个个步骤直直至全部部回扩完完成；8.继续进进行后续续的回扩扩，步骤骤同上；9.记录每每根钻杆杆的工作作参数:推拉力力、扭矩矩、泥浆浆压力，为为改变泥泥浆配方方提供依依据，以以

41、及积累累数据以以便分析析事故。回拉敷设管管道1.对分段段的管道道必须先先焊接好好，保证证焊缝能能够承受受定向钻钻的拉力力；2.采用标标准和自自制的管管道封头头封闭管管头；3.将管道道与回扩扩器连接接；4.试验泥泥浆输送送是否正正常；5.开始回回拉管道道；6.注意泥泥浆回流流情况；7.记录每每根钻杆杆的工作作参数:推拉力力、扭矩矩、泥浆浆压力，为为改变泥泥浆配方方提供依依据，以以及积累累数据以以便分析析事故；8.结束后后，按照照规定清清理现场场，移走走设备。控向仪工作作原理及及使用第一节、安安全注意意事项钻头在沙地地、沙砾砾层或石石块上钻钻进时，传传感器周周围如果果没有足足够泥浆浆流动，会会产生

42、摩摩擦热，持持续过热热会造成成显示的的深度读读数不准准，而且且可能造造成传感感器的永永久性损损坏。信号接收器器不能防防爆，不不应靠近近可燃物物或爆炸炸物使用用。每次钻进工工作开始始之前，都都要检查查控向系系统，确确认其操操作正常常，检查查钻头定定位和定定向信息息是否正正确，以以及钻头头内的传传感器是是否提供供正确的的钻头深深度、倾倾角和面面向角信信息。只有在以下下情况下下钻探，深深度读数数才是准准确的：接收器校校准准确确。检查查校准的的准确性性，以便便接收器器正确显显示深度度读数。钻头定位位精确。接接收器正正对地下下钻进工工具中的的传感器器，并且且与传感感器平行行。接收器的的设置正正确。在钻进

43、时时准确并并且正确确定位和和跟踪钻钻头。接收器保保持水平平。信号干扰会会造成测测量的深深度读数数不准确确，失去去倾角、面面向角读读数或传传感器定定位、定定向信息息。钻进进之前定定位操作作人员应应进行电电子干扰扰检查。干扰源包包括：交交通信号号线路、有有线电视视、输电电线、光光纤跟踪踪线、金金属构造造物、阴阴极保护护、传送送塔台、射射频。在附近便便用相同同频率的的其它信信号源可可能也会会干扰远远程显示示器的操操作，例例如：使使用无线线群呼系系统的租租车、其其它定向向钻进定定位设备备等。仔细阅读控控向系统统的操作作手册，以以确实了了解如何何正确操操作控向向系统来来获得准准确的深深度、倾倾角、面面向

44、角和和定位点点。每次钻进工工作开始始之前，将将传感器器放入钻钻头内测测试控向向系统，以以确定其其运作正正常。钻钻进时如如果使用用超声波波功能，要要定期测测试系统统进行校校准。在在停止钻钻进一段段时间后后，务必必要测试试校准。测测试系统统是否受受到工作作场所的的信号干干扰。背背景噪音音必须低低于1550，而而在进行行任何定定位操作作时，信信号强度度必须要要高于背背景噪音音至少2250点点。第二节、定定位工作作原理1.传感器器信号波波形理解传感器器电磁信信号的一一些基本本概念以以及接收器天线收收发信号号的方式式是很重重要的。传传感器的的信号场是椭椭圆形。椭椭圆形信信号场和和DiggiTrakk接收

45、器独特的“X”形天线线结构共共同作用用，用三三个特殊位置定位位传感器器，而不不仅仅是是用最强强/最高信信号进行定位。传感器的电电磁场由由许多磁磁力线组组成。定定位时，您就走进了磁场，接收器天线会从这些磁力线中读取信号。2.天线结结构DigiTTrakk接收器器共有三三个天线线。靠近近接收器器底部有有一根天天线，用用来接收收传感器器的倾角角、面向向角读数数、电池池以及温温度状况况信息。显显示窗口口下面是是“X”结构的的“定位天天线”，其中中的一根根天线被被称作负负号(“一”)天线，另另一根天天线被称称作正号号(“十”)天线。两两根天线线互相垂垂直，它它们和DDigiiTraak接收收器所放放置的

46、地地面都是是呈455夹角。如上所述，天天线“吸收”的磁力力线越多多，“可读的的”信号所占的的百分比比也就越越高。每根天线接接收磁力力线的功功能各不不相同。接接收器处处理信息后，向向操作人人员提供供传感器器的全部部信号场场强度的的测量结果，而而不像传传统的电电缆定位位器那样样，只提提供部分分信号场强度的的测量结结果。3.信号接接收要理解天线线如何“读取”这些磁磁力线，可可以把磁磁力线想想象成水水流，天天线想象象成管道道。如果果水流和和管道平平行，所所有的水水都会流流过管道道。如果果把管道道旋转990，使之之和水流流垂直，水水就不能能流入管管道。磁磁力线和和天线也也是同样样的道理理。当它它们互相相

47、平行时时，天线线可以读读取所有有磁力线线，互相相垂直则则不能读读取。4.前向负负定位点点和后向向负定位位点如果磁力线线是直立立穿过两两根天线线，每根根天线会会各读取信号的550(如图所所示)。有两两个位置置会发生生这种情情况：一个是传感感器后方方的后向向负定位位点(FNLPP)，另另一个是是传感器前方的的前向负定位点(RNLLP)。这这两个点点都特殊殊，与传传感器的的信号强强度无关。RRNLPP点和FNNLP点点对传感感器的准准确定位位都很重重要，但FNNLP点点比较常常用。FFNLPP点也用用于防止止过度操操作。5.传感器器上方的的正定位位线如果磁力线线是水平平穿过两两根天线线，每根根天线会

48、会各读取该点磁场场强度的的50。这这个位置置是在传传感器正正上方，称为正定位位线(PPLL)。传感感器在PPLL线线下方的的横向准准确定位可以用FFNLPP点或RNNLP点点确定，或或者通过过查找高高峰信号号来定位。但但是，不不鼓励用用高峰信信号来定定位地下下传感器器，这是因为它容容易受潜潜在的干干扰源干干扰。第三节、MMarkk一、概述DigiTTrakk定位系系统是在在水平定定向钻进进工程中中，用来来定位和和跟踪钻钻头中的的传感器器。主要要包括以以下所描描述的接接收器、传传感器、远远程显示示器以及及电池充充电器。DigiTTrakk系统基基本设备备：接收器一一一接收器器从传感感器接收收信号

49、，并并且在处处理后显显示传感感器的状状况（面面向角、倾倾角、深深度/距离、预预测深度度、电池池以及温温度状况况）。它它可以把把信息传传送到钻钻机上的的远程显显示器。传感器一一一亦称为为探头、信信标或信信号棒，传传感器放放在钻进进工具/壳体中中，向接接收器发发送信号号。接收收器显示示深度/距离、信信号强度度、倾角角、面向向角、电电池以及及温度状状况。传传感器是是用碱性性高能电电池供电电。远程显示器器一一通通过远程程显示器器，钻进进人员能能够看到到传感器器的倾角角、面向向角、深深度、预预测深度度以及温温度状况况，在不不能行走走跟踪的的情况下下还能够够用它来来遥控。电池充电器器一一电电池充电电器用来

50、来对镍镉镉蓄电池池组迸行行充电和和调整。可可以使用用直流或或交流电电源。电缆或地磁磁传感器器系统一一一电缆缆传感器器系统是是选用的的加深定定位系统统，适用用于钻孔孔路径深深度超过过15米米，其长长度需要要若干天天才能完完成，而而且位于于无法行行走跟踪踪的区域域和/或高频频干扰区区域。二、基本操操作及定定义扳机的点击击/按住一一一接收收器把手手下的扳扳机可以以点击(按住后后在半秒秒钟内立立即放开开)或按住住。这两两个动作作有不同同的效果果，用于于不同的的操作过过程。校准一一在在第一次次使用时时需要校校准，改改变以下下任一设设备时也也要校准准：传感感器、接接收器或或钻头体体。无需需每天校校准；但但

51、在每次次开始钻钻进工作作前，用用卷尺核核对距离离读数，用用这一万万法核实实系统的的准确情情况。超声波距离离/地上测测量高度度一一超超声波距距离或地地上测量量高度是是指接收收器和地地面之间间的距离离。用接接收器底底部的两两个超声声波转换换器测量量该距离离。深度与距离离一一扳扳机没有有按住时时，除非非接收器器在传感感器射程程外，否否则接收收器底部部窗口会会显示接接收器到到传感器器的距离离。一但但接收器器打开并并且校准准后，便便无需等等待深度度读数，因因为接收收器会持持续测量量距离。当当接收器器位于传传感器正正上方时时，其底底部窗口口所显示示的是深深度信息息。如果果接收器器没有位位于传感感器正上上方

52、，底底部窗口口所显示示的数字字则是“斜线”距离。预测深度一一一如果果按住扳扳机，底底部窗口口会显示示预测探探度，这这时只有有当接收收器处于于前向负负定位点点（FNNLP）时时，读数数才是准准确的。预预测深度度会在底底部窗口口以数字字和一个个实心波波浪符号号()闪烁显显示。操作检验一一一钻探探前以及及操作中中，有必必要做以以下检查查：正确确校准、正正确设定定超声波波测量、电电池电源源状况、传传感器温温度以及及信号干干扰问题题。定位一一查查找定位位地下传传感器；定位时时将接收收器把手手下面的的扳机按按住，左左上角窗窗口会显显示信号号强度。操操作人员员有计划划地按照照传感器器传送的的信号来来建立FF

53、NLPP点和后后向负定定位点(RNLLP)，这些些定位点点会指引引操作人人员找到到传感器器的位置置。跟踪一一接接收器自自动“跟踪”并显示示传感器器的方位位（倾角角/面向角角）和距距离。查查看信息息时，不不需要按按扳机或或执行任任何其它它步骤。三、接收器器接收器是手手持式设设备，用用于定位位和跟踪踪传感器器。 它接收传感感器传送送的信号号并进行行转换，然然后显示示以下信信息：倾角、面向向角、深深度/距离、预预测深度度、温度度和电池池状况。显显示窗口位于接接收器顶顶部。 每个显示窗窗口旁边边的符号号或图标标是用来来帮助您您确定该该窗口的的功能(参阅阅下页上上方的表表格)。窗口口下的图图标代表表传感

54、器器的倾角角、面向角、深深度/距离，当当扳机弹弹起时，扳扳机向下下图标旁旁边的窗窗口会显示这些参参数。扳扳机按住住时(扳机向向上图标标) ，左上角窗口口将显示示信号强强度，而而右上角角窗口将将显示温温度。注意：预测测深度图图标在底底部窗口口下面。当扳机按住住，而接接收器定定位于前前向负定定位点(FNLLP)时时，该点点上的传感器器预测深深度会显显示在底底部窗口口中。预预测深度度值会快快速闪烁显示，同同时在底底部窗口口上显示示一个实实心高亮亮度的波波浪号（），用来区分预预测深度度和深度度显示值值。注意:如果果扳机在在FNLLP点之之外的其其它点上上按住，预预测显示示的深度度无效。四、传感器器过热

55、声声音警报报传感器过热热时，接接收器会会发出一一系列声声音数量量逐渐增增多的警警报信号号，信号号如下所所示：温度范围警报信号14以及及14以下没有声音或或视觉上上的警报报信号。15335每升高4会发出出一个双双音警报报。3455每升高4会发出出两个双双音警报报。45660每升高4会发出出三个双双音警报报。60以及及60以上会发出错误误警报声声(两个长长音)，底部部窗口会会闪烁；当传感感器在温温度约为为80时会关关闭，并并且可能能会出现现“19999”字样。五、校准接接收机校准的方法法有两种种:单点校校准和双双点校准准。单点点校准把把装在钻钻头内的的传感器器和接收收器按照照以下方方法平行行相距3

56、3米。双双点校准准通常是是当传感感器位于于地底下下无法单单点校准准时进行行。首次使用前前以及下下列情况况下必须须校准：传感器器改变；接收器器改变；钻头体体改变。以下情况不不能校准准：3米米内有金金属构造造物，如如钢管、铁铁丝网、金金属线、施施工设备备或汽车车；接收收器在钢钢筋或地地下公用用设施管管线上面面；接收收器附近近电子干干扰太多多；钻头头内没有有安装传传感器；传感器器没有打打开。单点校准过过程1.确定没没有干扰扰。确定定在接收收器量程程范围内内没有其其它同样样通电的的传感器器。2.将钻头头体内工工作中的的传感器器放在平平地上。3.接收器器启动完完毕后，把把它放在在距离壳壳体正好好3米的地

57、方方，如简简图所示示(必须用用卷尺准准确测量量钻头体体内部边边缘到接接收器内内部边缘缘的距离离)。按住住扳机直直到确认认信号稳稳定后放放开，注注意信号号强度读读数。信信号强度度必须至至少为2250点点才能达达到正确确校准。如如果读数数小于2250点点，那么么传感器器可能有有故障。4.点击扳扳机一次次。5.接收器器将发出出哗响。接接收机响响时按住住按扳机机。6.继续按按住扳机机，并且且注视底底部窗口口所显示示的倒数数计时读读数(从5到0)。倒倒数时会会发出碉碉瞅声。77.倒数数计时读读数为00时，放放开扳机机。8.校准成成功时会会发出三三次短促促的哗响响。若发发出两个个长音则则表示校校准无效效，

58、可能能是从传传感器来来的信号号不当或或者信号号干扰所所致。9.在底部部窗口上上会显示示2977厘米（5厘米)。10.同步步骤3，用卷卷尺测量量准确位位置，把把接收器器分别移移动到至至少两个个不同的的地方（例例如，1152厘厘米处和和610厘米处处)，并确确认深度度/距离读读数正确确。检查查显示的的钻进深深度是否否准确。11.记录录信号强强度以便便稍后需需要。确认校准的的准确性性确认校准时时，用卷卷尺测量量地上钻钻头内的的传感器器。把接接收器和和钻头体体多次平平行放置置，每次次相隔距距离都耍耍准确测测量，检检查在底底部窗口口上显示示的距离离读数和和卷尺测测量的距距离是否否相符。如如果误差差很大(

59、大于士士5)，那么么就需要要重新校校准。深度较浅时时（3米）地地下传感感器的校校准当传感器在在小于33米的地下下深度时时，如果果需要重重新校准准，可以以进行修修正的单单点校准准过程。不不过您必必须要知知道3米处钻头头体内传传感器的的信号强强度(第一次次单点校校准时，您您必须要要随时注注意3米处的信信号强度度值) 。当传感器位位于地面面下时(深度小小于3米)，把接接收器和和传感器器平行放放置，使使这个距距离的信信号强度度和最近近一次在在3米距离的的单点校校准信号号强度相相同。要要做到这这一点，只只要按住住扳机，并并且将接接收器移移开或靠靠近传感感器，直直到看到到的信号号强度读读数(显示在在左上角

60、角窗口)等于在在3米距离的的校准信信号强度度为止。把把接收器器放在地地上，继继续完成成单点校校准过程程。但是是，如果果传感器器深度大大于3米，就有有必要进进行双点点校准。例如：如果果记录的的最近一一次在33米距离单单点校准准信号强强度是5560，使使接收器器相对传传感器平平行移动动，直到到信号强强度读数数为5660为止止，然后后完成单单点校准准过程。请请记住，钻钻进深度度大于33米时不能能进行该该校准过过程。这这时必须须进行双双点校准准；如果果有多余余的传感感器，也也可以在在信号强强度为5560点点(或3米距离处处的其它它信号强强度值)的距离离处校准准该传感感器，然然后用位位于地面面下的同同一