一种复杂地形矿浆管道定向钻施工方法技术

本申请提供一种复杂地形矿浆管道定向钻施工方法，涉及地下管道施工技术领域，包括导向孔加工制作方法和管道回拖方法，导向孔加工制作方法包括导向孔加工系统，导向孔加工系统包括电脑控制终端、钻机、钻头、钻杆、探测导向控制端、金属导线和探测器，探测导向控制端设于钻头后端，金属导线穿设于钻杆内，并依次与探测器、探测导向控制端、电脑控制终端连接。本申请有效地克服了复杂地形环境对矿浆管道定向钻施工的制约，避免高压电网电磁辐射会对导向仪信号产生干扰，保证电脑控制终端能够捕捉探测导向控制端的信号，保证定向钻施工开展，同时避免了管道路由变更，节省了施工费用，并对管道施工进度提供了有力保障。对管道施工进度提供了有力保障。对管道施工进度提供了有力保障。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂地形矿浆管道定向钻施工方法


[0001]本申请涉及地下管道施工
，尤其涉及一种复杂地形矿浆管道定向钻施工方法。

技术介绍

[0002]地下管道铺设通常采取地表大开挖的施工方式，但在穿越公路、铁路、河流、密布建筑物、管道密集区等地表无法开挖的情况下，通常采取定向钻施工工艺。定向钻施工程序为：钻机钻孔、扩孔、清孔，完成导向孔制作；同步在出钻点一侧进行布管、焊接、防腐完成回拖管道制作；实施管道回拖；将管道两侧与大开挖铺设的管道焊接连头。
[0003]在定向钻开钻前，首先要探明地下物具体位置，然后将根据地下物位置制定钻孔深度，将钻孔避开地下物，确保施工安全。但在一些地下物无法一一探明的区域，贸然采取定向钻施工将带来风险。
[0004]定向钻使用导向仪控制钻孔位置，采用无线方式将钻头位置坐标发送给电脑控制终端，并将钻头位置与设计位置进行对比，按照对比结果调整钻头位置与角度，确保钻孔位置与管道设计路由保持一致。但在毗邻高压线网区域施工时，由于高压电网电磁辐射会对导向仪信号产生干扰，导致电脑控制终端无法捕捉钻头导向仪的信号，定向钻施工无法开展。
[0005]在定向钻施工中，所需的回拖管道需要在现场焊接制作，其长度一般按比导向孔长5
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10米进行控制。按照技术要求管道回拖需一次性完成，中间不能停留或间断，以防止管道被孔中的泥浆“抱住”，再次拖管时阻力增大出现拖不动管道的现象。但现场施工中时常出现布管场地不能满足管道长度的情况，造成现场回拖管道的长度比导向孔短，不能满足施工要求，给管道回拖工作带来技术难题。
[0006]首钢滦南马城矿业有限责任公司生产的铁精矿采用管道输送方式将矿浆输送到终端站进行脱水处理，设计矿浆管道线路总长度68.4km，管道外径377mm。矿浆管道采用地下铺设方式，管线路由地形复杂，分别穿越高速公路、铁路、河流和工业厂区，在一般路段采取地表大开挖方式施工，但在穿越河流、工业密集区及道路等无法大开挖的地方采用定向钻施工。在K60+70m—K60+740m处，因地表建筑物及地下管网交织密集，无法按照大开挖方式施工，该处670米长度管道铺设不得不采用定向钻施工方式。但该点毗邻高压线网，强大电磁辐射对钻头信号干扰严重；且该点位地下管线密集，存在多出无法探明位置的管线；同时在出钻点一侧布管的场地狭窄，布管长度仅为240米，不能一次性预制所需670m长度的管道。复杂地形条件对定向钻钻孔和管道回拖工作造成了影响。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种复杂地形矿浆管道定向钻施工方法，具有有效地克服了复杂地形环境对矿浆管道定向钻施工的制约，避免高压电网电磁辐射会对导向仪信号产生干扰，保证电脑控制终端能够捕捉探测导向控制端的信号，保证定向钻施工开展，同时避
免了管道路由变更，节省了施工费用，并对管道施工进度提供了有力保障的有益效果，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种复杂地形矿浆管道定向钻施工方法，包括导向孔加工制作方法和管道回拖方法，导向孔加工制作方法包括导向孔加工系统，导向孔加工系统包括电脑控制终端、钻机、钻头、钻杆、探测导向控制端、金属导线和探测器，钻杆一端与钻头连接，另一端与钻机连接，探测器连接于钻头上，探测导向控制端设于钻头后端，金属导线穿设于钻杆内，并依次与探测器、探测导向控制端、电脑控制终端连接；
[0010]所述导向孔加工制作方法包括以下步骤：
[0011]第一次钻孔采用300mm钻头，钻头上安装一个探测器，通过金属导线与电脑控制端连接，用于探测地下不明金属管线，同时也起到阻止毗邻高压电线对导向仪信号的干扰，将钻头的坐标位置及探测到的地下不明金属管线坐标位置反馈给电脑控制终端，确保钻头位置可控，并有效避开地下不明金属管网；在导向孔钻孔完成后，逐级实施350mm、400mm、500mm、600mm、700mm扩孔后，再实施两次清空后完成导向孔制作；
[0012]所述管道回拖方法包括以下步骤：
[0013]布管焊接：因布管场地限制，将需要回拖的整条管道按布管场地的长度均匀布成几段短的管道，将各段管道焊接制作完成待回拖使用；
[0014]管道分段回拖、管道现场连接，在拖管过程中先将第一段管道拖进导向孔，在管道距导向孔剩余10米时停止拖管，此时组织焊接人员现场连接第二段管道，依次完成焊接、检测和防腐，然后开始拖第二段管道，重复上述动作直至将最后一段管拖进导向孔里面。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：在管道现场连接过程中，此时拖管动作已经停止，为防止已进入导向孔的管道被泥浆“抱住”及导向孔中的泥浆沉淀，需按如下要求进行操作：将整条矿浆管道分成不大于3段，回拖过程中现场连接管道不超过2次。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：在管道现场连接过程中，此时拖管动作已经停止，为防止已进入导向孔的管道被泥浆“抱住”及导向孔中的泥浆沉淀，需按如下要求进行操作：每条管道连接时间控制在2个小时内。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：在管道现场连接过程中，此时拖管动作已经停止，为防止已进入导向孔的管道被泥浆“抱住”及导向孔中的泥浆沉淀，需按如下要求进行操作：每隔30分钟拖动一次管道，并要求钻杆始终处于转动状态，不断往导向孔注入泥浆，防止发生塌孔并保证孔里的泥浆始终处于悬浮状态。
[0018]作为本专利技术再进一步的方案：在管道现场连接过程中，此时拖管动作已经停止，为防止已进入导向孔的管道被泥浆“抱住”及导向孔中的泥浆沉淀，需按如下要求进行操作：在管道回拖过程中，需配置几台起重机或挖掘机将管道吊起，并按照管道移动速度往钻机方向运行，以减轻拖管阻力。
[0019]作为本专利技术再进一步的方案：所述探测导向控制端设于所述钻杆内，并与所述钻杆固定连接。
[0020]作为本专利技术再进一步的方案：所述探测导向控制端通过金属导线与所述电脑控制终端电连接，并实时将钻头位置传送给电脑控制终端。
[0021]作为本专利技术再进一步的方案：所述探测器固定连接于所述钻头上，并通过金属导
线与所述电脑控制终端电连接。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]本申请提供一种复杂地形矿浆管道定向钻施工方法，通过钻机提供动力使钻头向前钻进，探测导向控制端在钻头后方的钻杆内，实时检测钻头周边半径30
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50cm探测范围内的金属，当发现钻头前方存在金属管线时，电脑控制终端可实时显示出金属管线的位置，此时停止钻进，钻头回撤2m，由探测导向控制端重新调整钻头方向，对金属管线区域进行绕行，有效避让管线区域；为防止毗邻高压线电磁辐射对探测导向控制端信号干扰，将探测导向控制端的无线控制改为有线控制，将金属导线一端在钻杆内部连接探测导向控制端，另一端连接电脑控制端，实时将钻头位置坐标传送给电脑控制端；每更换一节钻杆需要将金属导线连接延长，有线控制方式避免了高压线电磁辐射对钻头位置的干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂地形矿浆管道定向钻施工方法，其特征在于，包括导向孔加工制作方法和管道回拖方法，导向孔加工制作方法包括导向孔加工系统，导向孔加工系统包括电脑控制终端、钻机、钻头、钻杆、探测导向控制端、金属导线和探测器，钻杆一端与钻头连接，另一端与钻机连接，探测器连接于钻头上，探测导向控制端设于钻头后端，金属导线穿设于钻杆内，并依次与探测器、探测导向控制端、电脑控制终端连接；所述导向孔加工制作方法包括以下步骤：第一次钻孔采用300mm钻头，钻头上安装一个探测器，通过金属导线与电脑控制端连接，用于探测地下不明金属管线，同时也起到阻止毗邻高压电线对导向仪信号的干扰，将钻头的坐标位置及探测到的地下不明金属管线坐标位置反馈给电脑控制终端，确保钻头位置可控，并有效避开地下不明金属管网；在导向孔钻孔完成后，逐级实施350mm、400mm、500mm、600mm、700mm扩孔后，再实施两次清空后完成导向孔制作；所述管道回拖方法包括以下步骤：布管焊接：因布管场地限制，将需要回拖的整条管道按布管场地的长度均匀布成几段短的管道，将各段管道焊接制作完成待回拖使用；管道分段回拖、管道现场连接，在拖管过程中先将第一段管道拖进导向孔，在管道距导向孔剩余10米时停止拖管，此时组织焊接人员现场连接第二段管道，依次完成焊接、检测和防腐，然后开始拖第二段管道，重复上述动作直至将最后一段管拖进导向孔里面。2.根据权利要求1所述的一种复杂地形矿浆管道定向钻施工方法，其特征在于，在管道现场连接过程中，此时拖管动作已经停止，为防止已进入导向孔的管道被泥浆“抱住”及导向孔中的泥浆沉淀，需按如下要求进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王承云，陈玉国，关东兴，方智才，韩永强，刘宏伟，黄连富，杨人活，
申请(专利权)人：首钢滦南马城矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：