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水平定向钻技术现象分析

发布日期:2019-07-26 浏览量:151

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大型水平定向钻机是应用于石油、天然气、给排水、电力、水煤浆等超大型地下管线的铺设的理想设备,是节能环保、施工高效的非开挖设备。

国外产品多具有全自动的钻杆自动存取装置、快速锚固定拉装置、防触电报警等自动及安全保护系统。国产水平定向钻机虽然起步较晚,但由于大量的施工工程的推动,因此发展速度极快,我国国情与国外有区别,造成了钻机的使用需求及现状同国有差距,主要表现在以下方面。

1、底盘结构型式不同

中国幅员辽阔,地质条件千差万别,大吨位钻机主要在野外施工,受施工场地的限制,国产钻机往往采用自行走履带底盘,对道路要求低,具有通过通力强的优点。

国外钻机得益于良好的基础设备配套条件,底盘以拖挂式汽车底盘为主,在交通便利的情况下,具有转场方便、快捷的优点。

2、钻架体的结构型式不同

由于采用了履带式底盘,发动机一般布置在整机宽度的一侧,限制了钻架宽度方向,虽然可采用后置式发动机布置来增加钻架的宽度,但采用后置式发动机布置往往会造成行走的接近角与离去角小的缺点,为了克服履带式底盘的缺点,钻架体还需要采用摇臂结构、钻架滑移等措施来调整施工人土角。

3、带增力结构的动力头

具有增力功能的钻机,再回拖阻力较大时,可确保顺利施工,降低施工风险。迎合了国内用户"花小钱,办大事"的想法。

4、虎钳

可靠的夹持机构是定向钻机施工的基础,水平定向钻进技术来源于石油钻井,但由于水平定向钻机的施工工况与石油钻井有着极大地不同,造成水平定向钻机的扭矩大,极易出现钻杆拆杆打滑等问题。

现阶段大型钻机普遍采用三油缸夹持式虎钳,通过增加钻杆的包角和接触面积,降低钻杆的夹持应力,提高卸扣扭矩。

此外,在长距离施工中,一般需要下套管,为了适应套管施工工法,钻机的虎钳多设计成全浮动型式。

5、动动

大型钻机的功率较大,国内外钻机均以双发动机作为动力源。双发动机配置整体成本稍低,导向作业或小功率输出时,可以使用一台发动机工作,节能,降低施工成本,更重要的是施工安全,即使一台发动机出现故障,仍能进行施工作业。

6.液压系统

非开挖施工中,一般存在先导孔、回扩孔和回拖管三个阶段,在这三个阶段中,旋转扭矩及推拉力对发动机的功率输出要求不同:导向孔施工阶段,扭矩及推拉力较小,输出的功率较小;回扩孔施工阶段,旋转的功率需求较大,推拉的功率需求较小;而在管线回拖阶段,推拉的功率输出需求较大。

根据施工需要,旋转系统一般应用节能的闭式液压系统,从而达到节能的目地,所以在大型钻机中,旋转系统一般应用闭式系统。同时为了提高液压系统的效率,泵、马达等均使用效率高的柱塞马达作为能量转换及执行元件。

7、气系统

随着现代电子技术的进步,PLC控制器以可靠的性能、稳定的质量、逻辑智能强的特点,获得了广泛的推广及应用。

8、人机工程学研究及翊

大型钻机的功率较大,国内外钻机均以双发动机作为动力源。双发动机配置整体成本稍低,导向作业或小功率输出时,可以使用一台发动机工作,节能,降低施工成本,更重要的是施工安全,即使一台发动机出现故障,仍能进行施工作业。

9、配置零部件的高性价比

不仅是我国的用户,全球用户都十分注重产品的性价比,在满足产品性能、可靠性、较好的维修保养性能基础上,对钻机进行价值工程分析方法,去除产品的冗余功能,降低设备的制造成本。