[实用新型]水平定向钻穿越钻孔设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水平定向钻穿越钻孔设备，属于非开挖穿越施工技术领域。

背景技术

目前，对于直径400mm以上穿越管线的水平定向钻施工工艺分为钻导向孔、扩孔和回拖三个阶段，即先采用水平定向钻机沿设计轨迹钻一条导向孔；然后，在出土端将钻杆与扩孔器连接，钻机牵引钻杆，钻杆带动扩孔器沿穿越轨迹逐级扩大钻孔，每级扩孔约150mm，直至钻孔孔径达到待穿越管线外径的1.5倍或大于管线外径300mm；最后，在出土端用钻杆连接穿越管线，将穿越管线拖入钻孔内完成管道敷设。

上述方法的不足之处在于：1、在扩孔和回拖阶段，钻孔孔壁仅靠液态的泥浆支撑，对于松散地层很难长时间保持钻孔孔壁稳定，而分级扩孔又会增加对地层的扰动，延长钻孔自稳的时间，增加塌孔所导致的穿越失败的风险。2、钻孔过程中切削下来的钻屑靠泥浆悬浮，并通过泥浆的流动携到钻孔外。对于卵石及砾石地层，由于无法将大粒径的钻屑悬浮并排出钻孔，故极易发生卡钻事故，不适合直接采用水平定向钻穿越。3、岩石强度较高（大于50MPa）的地层穿越，钻具切削扭矩大，在穿越管线直径较大时，会受钻具扭矩限制，不适合水平定向钻法。4、在穿越过程中，泥浆起携带钻屑和稳定孔壁的双重作用。一方面为提高泥浆悬浮钻屑的能力而要提高泥浆粘度，降低泥浆的流动性，另一方面为使泥浆能在较低的压力下流动而要降低泥浆的粘度。为解决这个矛盾，只能提高泥浆性能，增加膨润土和添加剂用量，从而加大施工成本。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种水平定向钻穿越钻孔设备，以提高钻孔孔壁的稳定性，降低穿越施工的风险。

本实用新型的技术内容如下：

本钻孔设备的本体内部由舱墙隔开，舱墙前表面连接锥形破碎机构和主轴，主轴前端连接刀盘和水平定向钻机牵引钻杆，锥形破碎机构吸与舱墙间为泥水仓，泥水仓设有吸泥口。舱墙后表面连接刀盘驱动机构、连通泥水仓的给水管以及连通吸泥口的排水管，排水管上连接砂石泵。本体后端连接拖管短节，拖管短节周面设有注浆孔，拖管短节内设有连接注浆孔的注浆压力调节装置和注浆管，拖管短节后端连接穿越管线。

本实用新型的有益效果如下：

钻孔孔壁可及时获得穿越管线和高粘度泥浆的支撑，能保证孔壁稳定，降低因塌孔导致的施工风险。钻屑由专门的排水管道经砂石泵加压后排至地面，不会堆积在钻孔内，能降低卡钻导致的施工风险。水和膨润土用量少，能降低施工成本，保护环境。针对不同的地层类型，成孔直径只需大于穿越管线外直径50～300mm，成孔尺寸小。对钻机及泥浆泵的排量要求低，泥浆流量小。对施工场地要求低，穿越管段可分段预制及回拖。可实现复杂地层（砾石、卵石、硬岩）条件下的大直径、长距离管道穿越，能扩大水平定向钻法的应用范围。

附图说明

图1为水平定向钻穿越钻孔设备结构示意图。

具体实施方式

实施例：

参照图1对本实用新型的实施例进一步说明：

本钻孔设备包括泥水仓1、吸泥口2、本体3、拖管短节4、主轴5、刀盘6、锥形破碎机构7、舱墙8、驱动机构9、砂石泵10、注浆孔11、注浆压力调节装置12、注浆管13、给水管14和排水管15：

管形的本体3内部由舱墙8隔开，舱墙8前表面连接锥形破碎机构7和位于其中心的主轴5，主轴5前端连接刀盘6和水平定向钻机牵引钻杆。锥形破碎机构7与舱墙8之间为泥水仓1，泥水仓1设有吸泥口2。舱墙8后表面连接刀盘驱动机构9、连通泥水仓1的给水管14以及连通吸泥口2的排水管15，排水管15上连接砂石泵10。本体3后端铰接连接拖管短节4，拖管短节4周面均匀设有3～5个注浆孔11，拖管短节3内设有连接注浆孔11的注浆压力调节装置12和注浆管13，拖管短节4后端焊接穿越管线。

本钻孔设备的具体施工方法如下：

实施例1：