硬土、岩石非开挖铺管钻进施工方法技术

一种硬土、软岩非开挖铺管钻进施工方法，包括设置切削区域步骤：在切削区中设置：起点F1和终点F2，终点F2位于起点F1顺时针方向，起点F1与终点F2之间的区域设置为切削区域；设置钻杆顶进时间步骤：设置钻杆顶进时间为T1，钻杆后退时间为T2，其中T1＞T2；钻进步骤：正向推进钻杆顶进时间为T1，自起点F1向终点F2顺时针进行正向切削，并保持正向推进；到达终点F2后，反向后推钻杆后退时间为T2后，自终点F2向起点F1逆时针反向回转。其优点由于采用某一角度上多次切削，而又不破坏非导向方面上岩土层，以达到沿导向轨迹钻进的目的，是施工简单，施工成本低，可以实现在启动程序号无人操作的智能化控制。

【技术实现步骤摘要】
硬土、岩石非开挖铺管钻进施工方法
本专利技术涉及非开挖铺管钻进的施工方法，特别涉及一种黄板岩，红板岩，砂岩，强风化等地域硬土、岩石非开挖铺管钻进施工方法。
技术介绍
非开挖硬土、岩石技术应用于地下管线的铺设，现都是采用泥浆马达岩石钻进工艺在硬岩中变角钻进，但这种工艺有很大的缺陷；泥浆马达受高速高压带砂泥浆的作用，损耗相当大。对于非开挖铺管钻进机而言，采用泥浆马达也好，双钻杆驱动也好，都是利用导向仪器引导控制变向方向后，朝着预定方向（和原方向有1.5度—2度的夹角）切割，从而实现变向。我们使用镶嵌硬质合金刀头的钻头在Ⅳ、Ⅰ象限做切削运动，切削后向Ⅳ、Ⅰ象限切削区顶进，就可以实现向上的变角。传统的控制方式（向上变角）；1）正转切削顺序F1-180°F2，停止切削（空转）转过F2-270°F1。我们可以在转过F2-270°F1的过程中，我们可以停止液压顶推油缸（或推进液压马达）的供油而轻松实现这个动作。这种控制方法的优点是连续一个方向旋转，是一个好的方案，但由于Ⅳ、Ⅰ象限的切削作用，镶嵌硬质合金刀头的钻头板在Ⅳ、Ⅰ象限不断的向前顶推，而Ⅱ、Ⅲ象限由于顶推力的卸载而没有改变，在岩石较硬时势必造成钻杆的不断伸缩状态，若岩石较软时造连带切削造成变向误差。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种可以在硬土层、岩石层中实现导向变向，在导向变向过程中，由于硬土层较硬，导向斜掌要在导向方向上多次的切削才能破碎硬土，所以要是圆周的某一角度上多次切削，而又不破坏非导向方面上岩土层，以达到沿导向轨迹钻进的硬土、岩石非开挖铺管钻进施工方法。本专利技术的解决方案是这样的：一种硬土、岩石非开挖铺管钻进施工方法，包括步骤：（1）、设置切削区域步骤：在切削区中设置：起点F1和终点F2，终点F2位于起点F1顺时针方向，起点F1与终点F2之间的区域设置为切削区域；（2）、设置钻杆顶进时间步骤：设置钻杆顶进时间为T1，钻杆后退时间为T2，其中T1＞T2；（3）、钻进步骤：正向推进，钻杆顶进时间为T1，后自起点F1向终点F2顺时针进行正向切削，并保持正向推进；到达F2点后反向后推后，钻杆后退时间为T2，自终点F2向起点F1逆时针反向回转。更具体的技术方案还包括：还包括感应器设置步骤，在切削区域起点设置起点感应器K1，在切削区域终点设置终点感应器K2，用于测量钻头转动位置。进一步的：在钻杆顶进时间T1后，钻杆自起点感应器K1开始为正向推进，正向切削，钻杆切削到终点感应器K2，终点感应器K2发出信号，控制钻杆反向后推，在钻杆后退时间T2后，反向回转，钻杆切削到起点感应器K1，起点感应器K1发出信号，控制钻杆再次正向推进，正向切削；重复上述过程，进行钻进施工。进一步的：所述的起点感应器K1、终点感应器K2为活动可调结构，用于调节角度测量。本专利技术的优点是由于采用某一角度上多次切削，而又不破坏非导向方面上岩土层，以达到沿导向轨迹钻进的目的，施工简单，施工成本低，可以实现在启动程序号无人操作的智能化控制，就国内大部分地层而言，应该说应用范围很广。特别是黄板岩，红板岩，砂岩，强风化等地域，应用广泛。附图说明图1是本专利技术切削区域的设定示意图。图2是钻杆顶进时间T1与钻杆后退时间T2的关系示意图。图3是钻杆钻进的一个周期施工方法示意图。图4是本专利技术采用的一种角度感应装置安装于钻机的结构示意图。图5是图4所示角度感应装置取消钻机部件后的相对结构示意图。图6是是图5的A-A剖视图。图7是固定盘2的结构示意图。图8是图7的B-B剖视图。图9是本专利技术采用的一种液压系统原理图。附图中，1、动力头，2、固定盘，3、第一转动盘，4、感应片，5、第二感应器，6、端盖，7、固定螺栓，8、固定盘螺栓，9、第一感应器支架，10、第二转动盘调节槽，11、第二转动盘，12、第一感应器，13、感应片支架，14、感应片支架定位螺栓。具体实施方式本实施例是以原有非开挖铺管钻进机的操作为例进行说明，本专利技术的施工方法中，增加如下步骤：（1）、设置切削区域步骤：在切削区中设置：起点F1和终点F2，终点F2位于起点F1顺时针方向，起点F1与终点F2之间的区域设置为切削区域，如图1所示；（2）、设置钻杆顶进时间步骤：设置钻杆顶进时间为T1，钻杆后退时间为T2，其中T1＞T2，如图2所示；（3）、钻进步骤：钻杆正向推进时间为T1后，自起点F1向终点F2顺时针进行正向切削；反向后推，钻杆后退时间为T2，再自终点F2向起点F1逆时针反向回转，一个循环周期的操作如图3所示。为实现启动程序无人操作的智能化控制，在切削区域起点设置起点感应器K1，在切削区域终点设置终点感应器K2，用于测量钻头转动位置。钻杆正向推进，顶进时间T1后，自起点感应器K1开始正向切削，到终点感应器K2，终点感应器K2发出信号，控制钻杆反向后推，钻杆后退时间T2时，反向回转，在钻杆回转到起点感应器K1，起点感应器K1发出信号，控制钻杆再次正向推进，正向切削；重复上述过程，进行钻进施工，利用起点感应器K1和终点感应器K2，配合自动控制器如PLC控制器。其中，起点感应器K1和终点感应器K2为活动可调结构，可任意调节测量的角度。本专利技术的施工方法在具体施工时的例子为：施工需要向上变角，使用镶嵌硬质合金刀头的钻头在Ⅳ、Ⅰ象限做切削运动，正转切削270°-0°-90°，反转（停止切削）90°-0°-270°。这样的方式可以避免反转导致钻杆松扣导致动力传动链的中断。其工作效率高于传统的施工方法。本专利技术采用的角度感应装置如图4、5所示，包括固定组件和转动组件，所述固定组件包括固定盘2、第一转动盘3、第二转动盘11，其中第一转动盘3、第二转动盘11的位置由固定螺栓进行定位，如图5、6所示，第一转动盘3由固定螺栓7扭紧固定位置，第二转动盘11由固定盘螺栓8与第二转动盘调节槽10进行扭紧固定位置；在第一转动盘3上固定有第一感应器12，在第二转动盘11上固定有第二感应器5，所述固定盘2固定于钻机动力头端盖6；所述转动组件具的感应片支架13和安装于感应片支架的感应片4，所述感应片支架13固定于动力头1的转动轴上，使感应片4转动到第一感应器或者第二感应器的位置时，处于第一、第二感应器的感应区域内，其中第一感应器12为图1中的起点感应器K1，第二感应器5为图1中的终点感应器K2。如图5所示，所述第二转动盘11的周向设置有转动盘调节槽10，所述第一转动盘3设置有固定盘螺栓8，如图4、5所示，固定盘螺栓8卡在转动盘调节槽10处，当固定盘螺栓8扭紧时，将第一转动盘3与第二转动盘11压紧从而固定第二转动盘11的位置。本专利技术的液压控制系统如图9所示在原钻机液压系统中，有手动控制推拉阀P5和手动控制旋转阀P6，本专利技术增加有推拉控制阀P1和旋转控制阀P2，所述的推拉控制阀P1并联于手动推拉控制阀P5，所述的旋转控制阀P2并联于手动旋转控制阀P6；其中推拉控制阀P1和旋转控制阀P2是第一、第二感应器发出的信号控制。以图9所示系统为例，本专利技术的工作原理为：启动程序，⑴PLC给推拉控制阀P1的a1端供电，⑵推拉控制阀P1电磁阀启动，a1端液压油口接通P3液压阀a12，⑶推进马达M1正向推动顶进时间T1。完成上面后，⑷PLC给旋转控制阀P2的a2端供电，⑸a2端液压油口接通P4液压阀a22，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬土、岩石非开挖铺管钻进施工方法，其特征在于：包括步骤：（1）、设置切削区域步骤：在切削区中设置：起点F1和终点F2，终点F2位于起点F1顺时针方向，起点F1与终点F2之间的区域设置为切削区域；（2）、设置钻杆顶进时间步骤：设置钻杆顶进时间为T1，钻杆后退时间为T2，其中T1>T2；（3）、钻进步骤：正向推进，钻杆顶进时间为T1，后自起点F1向终点F2顺时针进行正向切削时，保持正向推进；到终点F2后反向后推，钻杆后退时间为T2，再自终点F2向起点F1逆时针反向回转到起点F1。

【技术特征摘要】
1.一种硬土、岩石非开挖铺管钻进施工方法，其特征在于：包括步骤：（1）、设置切削区域步骤：在切削区中设置：起点F1和终点F2，终点F2位于起点F1顺时针方向，起点F1与终点F2之间的区域设置为切削区域；（2）、设置钻杆顶进时间步骤：设置钻杆顶进时间为T1，钻杆后退时间为T2，其中T1>T2；（3）、钻进步骤：正向推进，钻杆顶进时间为T1，后自起点F1向终点F2顺时针进行正向切削时，保持正向推进；到终点F2后反向后推，钻杆后退时间为T2，再自终点F2向起点F1逆时针反向回转到起点F1。2.根据权利要求1所述的硬土、岩石非开挖铺管钻进施工方法，其特征在于：还包括感应器设置步骤，在切...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄成博，周旭明，潘文飞，莫秀荣，
申请(专利权)人：柳州固瑞机械有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45