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摘 要：本文针对在管线铺设过程中存在的问题，提出了利用无沟开挖技术进行管线的铺设，对该技术的定向钻进和导向钻进施工的原理进行了论述，对现场施工的过程进行了论述，避免了对土地资源与水资源的破坏，社会效益明显。
关键词：管道 铺设 无沟开挖 效益
在人口稠密的市区开设石油天然气管道，不仅阻碍交通，给广大群众带来很多不便，而且工程成本高，耗时长。尤其是各种地面和地下管道纵横交错，给施工现场带来了很多困难。为适应发达地区的管道铺设，管道无沟开挖技术已经在逐渐发展起来。
一、定向钻进和导向钻进
定向钻进和导向钻进之间并没有严格的界限。导向钻进技术的基本原理大致和定向钻进相同，即先钻一个小口径的先导孔，随后边扩边回拉铺设地下管线。由于小类型定向钻进采用的钻孔轨迹量测、控制技术与大众型的不一样，因此，国际上通用的分类方法是将小型定向孔称之为“导向钻进”。“导向钻进”一般是指用于铺设小直径、长度较短的管线；而将大中型定向钻进称之为“定向钻进”。对于重型工程，直径较大（有些直径大于1米）的管线施工则属于“定向钻进”这一范畴，如穿越较大的河流、运河和高速公路施工。
定向钻进和导向钻进其优点为：对于地表的干扰较小；施工速度快；可控制铺管方向，施工精度高。定向钻进的不足之处在于对施工场地要求较大，再非粘性土和砾石层中施工比较困难，一般适合于不含大卵砾石的各种地层，包括含水地层。导向钻进不适合于沙层和砾石层，一般适合于软土层；由于探测器的探测深度的限制，导向钻进的深度有限。
二、导向钻进施工的原理
大多数时候的导向钻进使用一种射流式辅助切削钻头，钻头通常带有一个斜面，因此当钻杆不停的回转实则钻出一个直孔，而当钻头朝某个方向给进而不回转时，钻空发生偏斜。导向钻头内带有一个探头或发生器，探头也可以固定在钻头后面当孔不断向前推进时，发生器发出的信号被地表接受器所接收和追踪，因此可以监视方向和其它参数。导向钻进施工示意图如图2-1
导向钻进的成孔方式有两种：干式和湿式。干式钻具有挤压钻头、探头室和冲击锤组成，靠冲击挤压成孔，不排土。湿蚀钻具由射流钻头和探头室組成，以高压射流切割土层，有时辅以顶驱式动力头以破碎大快卵石和硬土层，这是目前使用最多的成孔方式。两种成孔方式均以斜面钻头来控制钻孔方向。若同时给进和回转钻杆柱，斜面失去方向性，实现保直钻进；若只给进不回转钻杆柱，作用于斜面的反力使钻头改变方向，实现造斜钻进。钻头轨迹的监视，一般由手持式地表探测器和孔底探头来实现，地表探测器接收显示位于钻头后面探头发出的信号（深度、顶角、工具面向角等参数），供操作人员掌握孔内情况，以便随时进行调整。
三、现场施工案例分析
1.钻机类型的选择
ZT-25（深圳钻通机电设备开发有限公司制造）
ZT-25型定向钻进非开挖铺管钻机采用高强度橡胶履带底盘，动力站和钻机一体化结构，移动方便，机动性强。钻机动力选用康明斯柴油机，动力充沛，性能稳定可靠。动力头采用双马达驱动，回转平稳，扭矩大。动力头设有卸扣自行浮动机构，以减少对钻杆丝扣的磨损，操作简便可靠。随机液压管线集中于防护套内，提高了管线的使用寿命。方便的角度调节油缸，入射角调节灵活。给进回拉采用马达—链条机构，推拉力相同，便于长距离控向。双夹持器拧卸钻杆，效率高。全液压驱动，集中控制，操作方便、灵活。
2.扩孔器的选择
该工程采用回拉式扩孔，由于距离钻机5-45m段地
层比较复杂，故采用Φ450mm牙轮式扩孔器施工时，出现了扩孔器被岩石卡固事故，延误了工期。所以，作者建议在类似地层条件下，不宜采用牙轮式扩孔器。
3.铺设管材的选择
由于铺设管材比较长（达200m），因此在拉管过程中采用特殊的回转装置在吊车和吉普车的提吊牵引下，人为扶正进行自行回转。另外，施工工地狭长无居住带也为拉管的顺利进行提供了有利的条件。
4.施工组织
由于非开挖机械化程度较高，因此除一名现场技术负责人外，仅需司机一人、钻井液配置一人、开孔处和出口处各两人负责拧卸钻杆即可。但由于该工地施工两处距离较远，给钻杆的循环使用带来很大的不便，为此，承建方专门利用一辆吉普车来往复运送钻杆。作者认为，由于施工过程中可循环利用的钻杆数目过少（扩孔初期仅两根，扩孔后期仅四根），制约了工程顺利进行。往往因为钻杆不能及时到位，不得不叫停钻机，而且一旦叫停不及时，会将钻杆直接拖入水中，出现事故（曾经出现过一次）。同时，可循环利用的钻杆过少势必导致循环频率增高，从而加大成本损耗，而且工地处于繁华路段易出现交通事故。
四、结论
在交通繁忙的路线和繁荣的生活市区下面无沟铺设石油天然气管道是一种现在化工艺技术。它不但给企业带来巨大效益，还避免了对土地资源与水资源的破坏，社会效益明显。这项技术近年来发展非常迅速，正在一定程度上使开沟铺设管道的传统方法成为过去。我们相信非开挖无沟铺设技术在国内的应用具有非常广阔的前景。
关键词：管道 铺设 无沟开挖 效益
在人口稠密的市区开设石油天然气管道，不仅阻碍交通，给广大群众带来很多不便，而且工程成本高，耗时长。尤其是各种地面和地下管道纵横交错，给施工现场带来了很多困难。为适应发达地区的管道铺设，管道无沟开挖技术已经在逐渐发展起来。
一、定向钻进和导向钻进
定向钻进和导向钻进之间并没有严格的界限。导向钻进技术的基本原理大致和定向钻进相同，即先钻一个小口径的先导孔，随后边扩边回拉铺设地下管线。由于小类型定向钻进采用的钻孔轨迹量测、控制技术与大众型的不一样，因此，国际上通用的分类方法是将小型定向孔称之为“导向钻进”。“导向钻进”一般是指用于铺设小直径、长度较短的管线；而将大中型定向钻进称之为“定向钻进”。对于重型工程，直径较大（有些直径大于1米）的管线施工则属于“定向钻进”这一范畴，如穿越较大的河流、运河和高速公路施工。
定向钻进和导向钻进其优点为：对于地表的干扰较小；施工速度快；可控制铺管方向，施工精度高。定向钻进的不足之处在于对施工场地要求较大，再非粘性土和砾石层中施工比较困难，一般适合于不含大卵砾石的各种地层，包括含水地层。导向钻进不适合于沙层和砾石层，一般适合于软土层；由于探测器的探测深度的限制，导向钻进的深度有限。
二、导向钻进施工的原理
大多数时候的导向钻进使用一种射流式辅助切削钻头，钻头通常带有一个斜面，因此当钻杆不停的回转实则钻出一个直孔，而当钻头朝某个方向给进而不回转时，钻空发生偏斜。导向钻头内带有一个探头或发生器，探头也可以固定在钻头后面当孔不断向前推进时，发生器发出的信号被地表接受器所接收和追踪，因此可以监视方向和其它参数。导向钻进施工示意图如图2-1
导向钻进的成孔方式有两种：干式和湿式。干式钻具有挤压钻头、探头室和冲击锤组成，靠冲击挤压成孔，不排土。湿蚀钻具由射流钻头和探头室組成，以高压射流切割土层，有时辅以顶驱式动力头以破碎大快卵石和硬土层，这是目前使用最多的成孔方式。两种成孔方式均以斜面钻头来控制钻孔方向。若同时给进和回转钻杆柱，斜面失去方向性，实现保直钻进；若只给进不回转钻杆柱，作用于斜面的反力使钻头改变方向，实现造斜钻进。钻头轨迹的监视，一般由手持式地表探测器和孔底探头来实现，地表探测器接收显示位于钻头后面探头发出的信号（深度、顶角、工具面向角等参数），供操作人员掌握孔内情况，以便随时进行调整。
三、现场施工案例分析
1.钻机类型的选择
ZT-25（深圳钻通机电设备开发有限公司制造）
ZT-25型定向钻进非开挖铺管钻机采用高强度橡胶履带底盘，动力站和钻机一体化结构，移动方便，机动性强。钻机动力选用康明斯柴油机，动力充沛，性能稳定可靠。动力头采用双马达驱动，回转平稳，扭矩大。动力头设有卸扣自行浮动机构，以减少对钻杆丝扣的磨损，操作简便可靠。随机液压管线集中于防护套内，提高了管线的使用寿命。方便的角度调节油缸，入射角调节灵活。给进回拉采用马达—链条机构，推拉力相同，便于长距离控向。双夹持器拧卸钻杆，效率高。全液压驱动，集中控制，操作方便、灵活。
2.扩孔器的选择
该工程采用回拉式扩孔，由于距离钻机5-45m段地
层比较复杂，故采用Φ450mm牙轮式扩孔器施工时，出现了扩孔器被岩石卡固事故，延误了工期。所以，作者建议在类似地层条件下，不宜采用牙轮式扩孔器。
3.铺设管材的选择
由于铺设管材比较长（达200m），因此在拉管过程中采用特殊的回转装置在吊车和吉普车的提吊牵引下，人为扶正进行自行回转。另外，施工工地狭长无居住带也为拉管的顺利进行提供了有利的条件。
4.施工组织
由于非开挖机械化程度较高，因此除一名现场技术负责人外，仅需司机一人、钻井液配置一人、开孔处和出口处各两人负责拧卸钻杆即可。但由于该工地施工两处距离较远，给钻杆的循环使用带来很大的不便，为此，承建方专门利用一辆吉普车来往复运送钻杆。作者认为，由于施工过程中可循环利用的钻杆数目过少（扩孔初期仅两根，扩孔后期仅四根），制约了工程顺利进行。往往因为钻杆不能及时到位，不得不叫停钻机，而且一旦叫停不及时，会将钻杆直接拖入水中，出现事故（曾经出现过一次）。同时，可循环利用的钻杆过少势必导致循环频率增高，从而加大成本损耗，而且工地处于繁华路段易出现交通事故。
四、结论
在交通繁忙的路线和繁荣的生活市区下面无沟铺设石油天然气管道是一种现在化工艺技术。它不但给企业带来巨大效益，还避免了对土地资源与水资源的破坏，社会效益明显。这项技术近年来发展非常迅速，正在一定程度上使开沟铺设管道的传统方法成为过去。我们相信非开挖无沟铺设技术在国内的应用具有非常广阔的前景。