[發(fā)明專利]水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710102766.0
• 申請(qǐng)日: 2007-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN101055047A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳益泉;劉艷輝;呂澤斌;李勤學(xué);白澍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣管道局穿越分公司
• 主分類號(hào): F16L1/028
• 分類號(hào): F16L1/028
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 李桂琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管道敷設(shè)技術(shù)，尤其是涉及一種非開挖施工技術(shù)。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)70年代美國(guó)發(fā)明使用了水平定向鉆技術(shù)用于管道穿越工程以來，該技術(shù)在世界各地得到運(yùn)用和發(fā)展。起初，定向鉆技術(shù)只適用于粘土、粉沙、亞粘土等有造漿能力和易成孔的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，后來發(fā)展到對(duì)于不易塌方的巖石地段。但是，對(duì)于礫石、礫砂、卵石等地質(zhì)結(jié)構(gòu)，一直認(rèn)為是定向鉆施工工藝技術(shù)的禁區(qū)。一旦遇到這樣的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，一般處理方法是改變?cè)O(shè)計(jì)位置或路線，避免穿越此類地質(zhì)區(qū)域。但實(shí)際施工過程中，由于有些礫石或礫砂地段的特殊地理位置，無法進(jìn)行更改，必須在礫石或礫砂地段進(jìn)行穿越。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種隔離卵礫石的水平定向鉆穿越工藝方法--水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法。它具有可在礫石、礫砂或卵石地段進(jìn)行水平定向鉆穿越的特點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：這種水平定向鉆穿越夯套管隔離卵礫石工藝方法，首先要構(gòu)筑工作坑，其改進(jìn)之處在于：它還設(shè)有以下工序：(1)鋪設(shè)導(dǎo)軌；(2)夯管錘安裝；(3)鋼套管夯進(jìn)；(4)管內(nèi)出土；(5)安裝中心定位管。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述的工序(3)鋼套管夯進(jìn)工序中是采用一種能夯進(jìn)空心鋼管的設(shè)備——夯管錘，將待鋪設(shè)的鋼套管沿設(shè)計(jì)路線直接夯入地層。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述的工序(2)夯管錘安裝工序中夯管錘以壓縮空氣或液壓油為動(dòng)力。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述的工序(4)管內(nèi)出土可采用高壓水射流或螺旋鉆桿或人工挖土方法。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述的工序(5)安裝中心定位管可采用法蘭連接或焊接方式連接。

采用夯套管進(jìn)行水平定向穿越成功將夯套管施工工藝與水平定向鉆施工工藝結(jié)合在一起，解決了水平定向鉆施工中入、出土點(diǎn)兩端地質(zhì)不穩(wěn)定造成的不能施工的問題，具有以下特點(diǎn)：(1)適應(yīng)多種土層、回填層、流砂層和各種含礫石地層鋪管。用于給排水、電力、通信、油氣等管道穿越公路、鐵路、建筑物和小型河流的直線管道鋪設(shè)，不干擾交通，施工效率高。(2)由于切削下來的土芯進(jìn)入鋼管內(nèi)，因此即使鋪管深度很淺時(shí)，地面也不會(huì)產(chǎn)生隆起或沉降現(xiàn)象。對(duì)地層適應(yīng)性強(qiáng)，鋪管速度快，最快可達(dá)25m/h。(3)施工占地少。夯管法施工作業(yè)面在定向鉆穿越鉆機(jī)場(chǎng)地內(nèi)，占地面積小，土方量小，操作簡(jiǎn)便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明水平定向鉆夯套管施工工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明工藝方法所采用的氣動(dòng)夯管施工原理圖；

圖3為安裝中心定位管示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

水平定向鉆夯套管施工法是解決水平定向鉆穿越無法穿越卵、礫石層難題的一種的方法(工藝)，是非開挖技術(shù)的一種。圖1所示為本發(fā)明的施工工藝流程圖。夯管錘是一種能夯進(jìn)空心鋼管的設(shè)備，其基本原理是以壓縮空氣或液壓油為動(dòng)力。首先構(gòu)筑工作坑、鋪設(shè)導(dǎo)軌，焊接切削環(huán)和注漿管，安裝夯管錘，然后將待鋪設(shè)的鋼套管，沿設(shè)計(jì)路線直接夯入地層。隨著鋼套管的推進(jìn)，被切割的土(石)進(jìn)入鋼套管內(nèi)，等鋼套管抵達(dá)目標(biāo)位置后，將管中的土芯排除，安裝中心定位管，再用水平定向鉆鉆進(jìn)。進(jìn)入鋼套管內(nèi)的土，可采用高壓水射流、螺旋鉆桿、人工掏土等方法進(jìn)行清理。

以氣動(dòng)夯管錘進(jìn)行夯套管施工為例(如圖2所示)，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，先鋪設(shè)工作坑，再安裝導(dǎo)軌6、托架5及氣動(dòng)夯管錘2。氣動(dòng)夯管錘2是一個(gè)低頻、大沖擊的氣動(dòng)沖擊器，它由壓縮空氣1驅(qū)動(dòng)，在夯進(jìn)過程中，氣動(dòng)夯管錘2產(chǎn)生很大的沖擊力，通過夯管帽3、出土器7作用于鋼套管8后端，再通過鋼套管8傳遞到前端的環(huán)形切削頭4上，切削進(jìn)入土(石)層9。隨著鋼套管8的推進(jìn)，被切削的土芯進(jìn)入鋼套管8內(nèi)，當(dāng)鋼套管8抵達(dá)目標(biāo)后，土芯采用高壓水射流或螺旋鉆桿或人工挖土方法排出。

由于鋼套管8管徑較鉆桿10直徑大，鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中遇到較硬地層時(shí)會(huì)發(fā)生彎曲變形。為防止這種情況發(fā)生，在鋼套管8中加入鉆桿中心定位管11(如圖3所示)。中心定位管11是比鉆桿10略粗的鋼套管。隔一段距離，在中心定位管11的外壁焊接一組直徑略小于鋼套管8直徑的支架12。中心定位管11的連接采用法蘭13連接(也可采用焊接方式連接)。最后，利用鉆機(jī)，將中心定位管11逐一連接推入鋼套管8中。

這樣，鉆桿就可以通過鉆桿中心定位管11鉆進(jìn)了。