[发明专利]高精度大口径水平孔钻进方法

摘要

本发明为高精度大口径水平孔钻进方法，主要应用于国防、地质、水利及市政等工程领域需要高精度水平孔钻进，高精度水平管道安装穿越等施工应用中，(1)精准定位；(2)固结钻机；(3)导向孔钻进：①导向孔稳直钻进—导向孔稳直钻具组合；②导向孔纠斜钻进—纠斜钻具组合；③导向孔直孔钻进—直孔钻具组合；(4)导向孔轴线检测—每钻进2～3m左右后提钻对导向孔裸孔进行轴线检测；(5)精确测量钻孔全部轴线，计算出钻孔轴线总偏差，对钻孔轴线偏差超标部位采用潜孔锤冲击纠偏钻进方法进行局部强力纠编或局部扩孔后予以修正；(6)同轴线扩孔钻进。本发明具有钻进效率高、水平孔直线度水平度精度较高的优势。

主权项

1.一种高精度大口径水平孔钻进方法，其特征在于：(1)精准定位：采用激光全站仪与激光标线仪、数字水平仪联合调控钻机上钻臂方位、水平度及开孔轴线，控制精度：开孔中心点误差小于5mm，轴线水平方位误差小于1‰，水平度误差小于0.05；(2)固结钻机：钻孔周边设置4个埋深大于1m且方向与钻孔轴线基本一致的Φ25mm锚杆，钻机调整就位后，将锚杆与钻臂孔口端焊接固定，其钻臂后端采用钢结构固定；(3)导向孔钻进：①导向孔稳直钻进—导向孔稳直钻具组合：Φ115mm钻头+Φ100mm冲击器+Φ114mm双扶正钻杆+Φ114mm单扶正钻杆(1～多根)+Φ102mm钻杆；稳直钻进工艺：匀速推进，进尺10～20cm左右回退钻具，反复推拉钻具排渣；②导向孔纠斜钻进—纠斜钻具组合：Φ115mm钻头+Φ100mm冲击器+Φ102mm、1°弯钻杆+Φ102mm钻杆；纠偏钻进工艺：通过测斜掌握前一段钻孔的偏斜方位后，下入弯钻杆，弯钻杆的高边与钻孔偏斜方位呈180°，只冲击但不回转，钻进进尺30cm～50cm后，提钻去除弯钻杆，再采用直孔钻具组合钻进；③导向孔直孔钻进—直孔钻具组合：Φ115mm钻头+Φ100mm冲击器+多根Φ102mm钻杆；直孔钻进工艺与稳直钻进工艺相同；(4)导向孔轴线检测—每钻进2～3m左右后提钻对导向孔裸孔进行轴线检测；轴线检测的方法是：采用设计的孔内标心装置，先将其安放在孔口，通过设计安置于钻臂上的激光全站仪与该标心装置对心，以此为零点，之后将该标心装置向孔内每推进0.5m检测一次，至到获得标心装置在到达当前孔底时的数据，依此数据判断钻孔轴线与孔口中心点的偏差情况，据此作出下一回次采取的稳直或纠斜的钻进工艺； (5)导向孔完工后，采用上述特制钻孔测量机具、方法精确测量钻孔全部轴线，计算出钻孔轴线总偏差，对钻孔轴线偏差超标部位采用潜孔锤冲击纠偏钻进方法进行局部强力纠编或局部扩孔后予以修正；(6)同轴线扩孔钻进：导向孔完工后，钻机原地不动，更换设计的多孔径孔口导向装置，进行扩孔钻进；扩孔扩孔钻具组合：Φ305mm导向扩孔钻头+Φ273mm冲击器+Φ290mm螺旋钻杆；扩孔钻进工艺：空压机风压为2.1MPa，风量为30m³/min，钻头转速为45r/min；匀速推进，反复推拉螺旋钻具排渣，当扩孔钻头中心柱在导向孔内时向前钻进。