非开挖(定向钻进扩孔)

当先导孔钻进完成并抽回导向钻杆后，卸下钻头，接上反向扩孔钻头（扩孔器）和旋转接头，然后在旋转接头后接上回拉钻杆，进行扩孔钻进。扩孔与管线回拖一、扩孔工艺扩孔的目的：先导孔孔径扩大至所铺管线的管径以上，以减少拉管时的扩孔工作量及铺管时的阻力。铺小直径的管线可不进行专门的扩孔，在扩孔的同时将管线拉入；大直径的管线，必须进行多次的扩孔钻进，使钻孔直径逐渐增大，在扩孔钻进时同步拉入钻杆。11.扩孔钻具组合钻具组合包括钻杆、扩孔头、旋转接头和回拉钻杆2（1）快速切削型扩孔钻头这种扩孔钻头价格最经济，导流效果好、便于排屑。主要适用于软地层如粘性土和砂土层，对于岩石地层和卵石层无法使用或效率较低。3（2）牙轮扩孔钻头牙轮扩孔钻头具有的坚固性和多用性是硬岩钻进扩孔最有效的扩孔器具。4（3）扩孔钻头的特点一般采用流线型结构；以切削和挤压双重作用成孔，具有回转阻力小、形成的孔壁稳定和有助于排屑；在钻头体上还装有若干个喷嘴，用于辅助切削土层和清洗钻头；钻头的四周常用用特殊的合金焊条补强，有助于切削土层。加工制造工艺比较复杂。5（4）旋转接头与回拉钻杆旋转接头位置：放置在反扩钻头之后和回拉钻杆或待铺设的管线之前。旋转接头作用：是在反向扩孔时，实现扩孔钻头旋转，而连接在旋转接头后面的钻杆或待铺设的管线不回转。62.扩孔钻进技术规程在非开挖施工工作中，扩孔钻进技术规程一般是指回拖力、转速及冲洗液量三个钻进过程可以控制的工艺参数合理有效地利用。扩孔钻进规程按其要求和条件不同分为：优化钻进规程---是指在一定的条件下，确定能达到最佳技术经济指标的钻进参数。一般所说的钻进规程即指最优钻进规程。7强力钻进规程---是指钻进时采用比一般钻进参数为高的钻进参数，以达到更高的钻进速度。有时也称快速钻进规程。特殊钻进规程---为了某些特殊的目的和要求（导向孔曲率较大、或要通过某些特殊的地层及地段）而采用的某些特殊的技术措施和特殊的、受限制的钻进参数，称为特殊钻进规程。8(1)快速切削型扩孔钻头的钻进规程a.回拖力确定在非开挖生产实践中，扩孔钻头的实际回拖力尚无一确定的计算方法。目前情况下，可以参照岩心钻探的钻压的确定方法进行选择。首先确定单颗硬合金切削具上应有的压力t，然后再根据一个扩孔钻头镶焊切削具数目m计算总回拖力T，即：9一般情况下最小t值必须保证切削具能够克服土层的剪切强度τ，τ值可以按以下公式进行计算：式中：C—先导孔孔壁周边土的内聚力；

φ—先导孔孔壁周边土的内摩擦角；

γ—土体的重度；k0—先导孔孔壁周边土的静止土压力系数，取决于土层性质，k0=0.5～1.0。h—先导孔上覆层的厚度；10土体的抗剪切强度τ值也可以按下表中提供的参数进行选择。各种土的抗剪切强度τ值表1先导孔所在土层τ（MPa）薄层夹灰岩页岩细砂岩、粉砂质泥岩风化砂页岩、炭质页岩、粘砂质泥岩粉砂土软粘土0.4.～0.600.20～0.400.15～0.200.06～0.130.02～0.0311在施工时，回拖力确定需注意的几个方面：土层的状态、钻头的类型、钻孔的长度及弯曲曲率和钻具的强度等因素。在钻进粘性土层时，回拖力应选的小些，以免堵水糊钻；钻进研磨性较大的岩层时，回拖力应适当大些，以免单颗切削具的钻压不够而造成钻头过早磨钝；钻进回填土层时，则回拖力应适当减低，以免崩刃和塌孔。12b.转速的确定钻头转速（也称转数），即钻头每分钟的转数。在扩孔钻进工作中，用以衡量回转速度的指标有：转速（n）—每分钟的转数，r/min；周速（v）—钻头切削具的圆周速度，m/s。两者间的关系是：式中D—钻头直径，mm。13周速（v）直接反映了切削具运动的快慢，消除了钻头直径大小的因素，但通常表示旋转快慢的指标，还是常常采用转速（n）来表示直径一定时钻头旋转的快慢。在研究扩孔钻头转速对机械扩孔钻进速度的影响必须考虑岩性与切削时间因素的影响。由于快速切削型扩孔钻头主要适用于软地层如粘性土和砂土层，所以这里只讨论软岩层扩孔钻进时的转速。14在软而塑性大、研磨性小的岩层（粘土类地层）中扩孔钻进，可以认为切削具切下来的土层厚度就等于切削具切入土层的深度，并且在钻进中切削具磨损也很小，因而可以认为：式中：V—机械扩孔钻速；h0—切削具的切入深度；m—钻头单位长度圆周上切削具的数目；n—钻头的转速。15确定转速时须注意的几个方面：（在软岩中，钻头以一定的回拖力进行扩孔钻进时，可以认为其扩孔钻速与转速成正比，即选择高的转速可以提高扩孔钻进速度，但是在实际施工中，有些情况下转速的提高受到相关因素和条件的限制。）过高的转速势必导致钻具的弹性振动加剧，这对于扩孔轨迹和孔壁的稳定均产生不利影响，因此，实际工作中转速的增长范围受到钻具组合工作稳定性的限制。当转速增大时，回转和切削土层以及克服摩阻所需的功率也大幅度地增加，因此提高转速也受到钻具组合的强度、长度、切削具强度和设备能力的限制16c.冲洗液量确定在实际工作中，将送入孔内的冲洗液的量称之为冲洗液量，有时也称为泵量或送水量。所以，冲洗液量并非指泥浆泵的排量。在讨论钻进参数冲洗液量的大小时，必须同时考虑:冲洗液的品种和质量。选用清水、泥浆还是无固相冲洗液等以及它们的质量如何，这对冲洗钻孔效果都有很大的影响。

17在非开挖扩孔钻进中，衡量冲洗液量的指数有：Q—总泵量，即送入钻孔中的冲洗液量，L/min；q—单位泵量，即每单位钻头直径的泵量，L/min.cm。在非开挖扩孔钻进中，冲洗液量的大小一般是由单位时间内扩孔所产生的土屑量来确定的。18冲洗液量与钻进的关系:泵量的增加，对钻孔内清除土屑的能力也增强；把孔内切削下来的土屑及时清除干净，就为连续切削土体创造了条件，可避免重复破碎土屑和无益地消耗功率，同时减少了钻具的磨损；扩孔钻头上一般均装有若干个喷嘴，在一定的泵量下使冲洗液液流冲速达到相当的速度度（如50~100m/s甚至更高），可以喷射切割土体，对于提高扩孔钻速是十分有益的，同时对钻头有清洗作用，减少钻头的糊钻现象的发生；正常情况下，扩孔钻进一般尽可能采用大的泵量,往往有益于扩孔钻进的。19（2）牙轮扩孔钻头的钻进规程在确定钻进规程时，既要根据地层的特点正确选择以有效的破碎岩石，同时又要注意到钻进规程对钻头牙齿和轴承的影响，以保证钻头有最大的工作寿命。在确定参数时，钻压取低值，转速可以取高值；反之，钻压取高值，转速应取低值。20在确定钻进规程时要考虑以下几点：1）转速对扩孔钻速的影响在镶齿牙轮钻头常用的35~55转/分范围内，钻速和转速接近线性关系，即钻速随转速增加而增加。2）钻压（回拖力）对钻速的影响根据所钻岩层的性质，当钻压（回拖力）在5.35~10.63千牛∕厘米直径范围内，钻速与所加钻压成正比。一般常用最佳范围为5.04~8.94千牛∕厘米直径。213）转速对钻头轴承寿命的影响滑动轴承线速度过高时，摩擦力增大，发热量也增加，会产生咬合现象。一般密封滑动轴承转速在35~65转/分范围内（与轴承直径有关）。4）钻压对轴承寿命的影响对于铣齿钻头，最大钻压是根据轴承承压能力确定的。但对镶齿钻头来说，轴承承压能力一般比镶齿部分大，因此实际使用的钻压范围，对轴承寿命无直接的影响。5）转速与钻压对牙齿寿命的影响硬质合金齿很少因磨损而失效，而是由于疲劳和应力过大使牙齿折断而失效。不论是那种情况引起的破坏，其主要原因都是冲击。223.扩孔施工步骤(1)卸下导向