水平定向钻机是一种在不开挖地表面的条件下,用于铺设多种地下公用设施(如管道、电缆等)的施工机械。它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等柔性管线铺设施工中。其工作原理主要包含以下几个步骤:
钻头、钻杆钻进:设备固定后,按照设定的角度,在动力头的作用下,钻头带动钻杆旋转前进,并在导向仪的控制下,按照施工要求的深度和长度进行钻进。在钻进过程中,为防止钻杆被土层夹紧或抱死,需要使用泥浆泵通过钻杆、钻头打出膨化水泥或泥浆,这不仅可以起到润滑作用,还能固化通道,防止管道塌陷。
回扩头回扩:当钻头带着钻杆穿出地面后,卸掉钻头,将回扩头与钻杆安装固定,然后动力头回拖,钻杆带着回扩头反向回拖,以扩大管道直径尺寸。
管道回拖:在回扩头回拖的同时,将管道固定在回扩头后,动力头拖动钻杆,带着回扩头和管道同时进行反向回拖运动,直至将管道拖出地面,完成管道铺设施工。
此外,水平定向钻机的核心部分是钻探液循环系统,该系统通过钻孔回流管、泥浆泵、钻探液储罐、钻探液循环管等组件,实现钻探液的循环利用。钻探液不仅起到冷却钻头、带走钻屑的作用,还能在钻孔壁面形成一个稳定的泥浆层,防止地层坍塌和漏水。