1、.培訓講義、水平定向鉆機第一節設備能力的定義大部分的機器均采用回拖力來衡量設備能力的大小，例如：CASE6030、Ditch WitchJT7020、VermeerD55 X 100、AMERICAN AUGERSDD990 、北京土行孫 DDW320、深圳鉆通 ZT-35 等。 進口的設備一般以磅為計量單位，國產機器都以KN來衡量推拉力。除了推拉力，所有的設備還有一個重要的參數一一扭矩。在定向鉆發展的初期階段，人們 認為設備主要是用來回拖管線，制造廠商會著重宣傳機器的推拉力。隨著技術的發展，大家都 認識到扭矩也是一個重要的因素。因為，在定向鉆施工時，主要是靠扭矩來切削地下土層，設 備沒有合適

2、的扭矩，也同樣不能很好地完成工程。因此，對于不同能力的定向鉆必須有相互配 合的推拉力和扭矩。另外，國外制造的機器都按照標準配備了機載高壓泥漿泵，也非常重視機載高壓泥漿泵的 輸送能力。這種配置的出發點在于一一認識到泥漿對定向鉆施工的重要性：泥漿是一種工具，其在定向鉆施工中的重要性 一相當于人體的 血液”其主要目的- 減少施工阻力和風險， 是發揮定向鉆潛力的“酵母”。第二節定向鉆的組成定向鉆機的主要由以下幾部分組成：發動機一一為液壓系統提供動力；液壓泵一一為各種 動作的提供液壓能量；液壓馬達和液壓缸一一執行需要的工作動作。在定向鉆機中，發動機是設備的主要部分，它的性能好壞直接影響到機器是否能保持良

3、好 的工作狀態。如果沒有足夠的功率支持，在施工中遇到較大的阻力時，就會出現發動機不能正 常工作甚至熄火的現象。按照要求進行使用、維護和保養，是讓發動機延長使用壽命的關鍵。液壓泵是定向鉆機中的核心部分，它們為所有的工作提供了動力來源。一般選用二到三個 液壓泵來分別為不同的工作部分提供高溫高壓液壓油。在定向鉆機的施工中，需要實施推拉、 旋轉、保證高壓泥漿的供應以及完成其它的輔助動作（如裝卸鉆桿、機器行走、地錨固定等）。比較好的定向鉆機會設置了三個液壓泵來分別滿足推拉、旋轉、泥漿或輔助動作所需要的動力。液壓馬達和液壓缸是機器上的執行部件，它們可以根據操作者的指令進行需要的動作。液 壓馬達主要實現的是

4、旋轉，液壓缸執行的是直線運動。液壓馬達和液壓缸通過電一液（或液一 液）控制部件與液壓泵連接在一起，形成了液壓系統。第三節液壓系統根據其結構的不同，可以分為兩種液壓工作系統。一種稱為閉路循環系統，另一種稱為開 路循環系統，它們各自的工作原理如下圖。閉路循環系統的主要特點：可以節省發動機輸出功率。在閉路系統中運行的高壓高溫液壓 油，經過工作會消耗掉一部分能量，這些油在執行部件的出口，相對還是處在具有一定溫度和壓力的狀態。在重新回到液壓泵的進口時，只需要通過液壓泵增加被消耗的能力部分，就好像 加熱冷水和溫水所燒掉的燃料數量不同一樣。與閉路系統不同的是，開路循環系統中的高壓高溫液壓油在工作后會通過液壓

5、油冷卻器回 到油箱。這樣，在下一次工作周期開始時，必須通過液壓泵再進行加溫加壓才能繼續提供動力。在開路系統中，發動機始終為液壓系統消耗一定的功率。 第四節 定向鉆機維護保養1.1.2.3.4.5.6.7.&9.常見的維護保養規程如下:各種型號的定向鉆機在操作使用說明書中都給出了具體的要求， 常規例查（每工作 10小時或每天）檢查發動機風扇驅動皮帶； 檢查冷卻水液位及冷卻系統； 檢查燃油箱油位（主機和泥漿混配系統）；檢查機油油位（主機和泥漿混配系統）；檢查液壓油油位； 檢查推拉驅動鏈條松緊程度； 檢查、潤滑動力虎鉗； 潤滑鉆桿導向軸承； 檢查所有的連接處、液壓接頭和螺栓緊固情況。2. 日

6、維護保養主機：將鉆機沖洗干凈。冬季，在機載高壓泵、泥漿管和露在外面的鉆桿內應打入防凍液。泥漿系統：將其沖洗干凈，排放積水（在冬季時，特別要將泥漿泵中的積水排放干凈），發動機加罩防雨、防凍。3. 正常期限維護保養檢查空濾及空濾指示器并根據需要加以清潔; 油水分離器排水；檢查或更換泥漿泵曲軸箱油； 潤滑前推進鏈條導向輪軸； 潤滑后推進鏈條軸承； 潤滑驅動導向旋轉軸； 檢查、潤滑履帶滾動軸； 檢查履帶齒輪箱油位； 潤滑所有控制鍵活動部位。a. 每工作50小時或每周1.2.3.4.5.6.7.&9.b. 每工作150小時或每月-更換發動機機油和濾清器C.每工作250小時或每三個月1. 檢查風扇

7、皮帶；2. 更換液壓油濾清器；3.4.5.6.d.1.2.3.4. f .1.2.3.4.5.檢查發動機冷卻系統； 檢查蓄電池電解液液面； 檢查行星履帶驅動齒輪油； 檢查驅動齒輪箱油； 每工作500小時或半年更換泥漿泵曲軸箱油； 更換發動機燃油濾清器； 更換水泵曲軸箱油； 更換驅動齒輪箱油； 每工作1000小時或一年當空濾指示器提示時，更換或者清洗空濾組件;更換冷卻液；更換行星履帶驅動齒輪油；更換液壓油；清潔或更換液壓油虹吸網濾清器。二、鉆具第一節鉆頭鉆頭是定向鉆施工時的重要工具，它主要在工程開始時進行導向孔作業。根據不同地質情 況，可以選擇不同的鉆頭和鉆頭板。2-1 ）。在巖石層中工作可以使

8、在一般的粘土層和沙土層條件下，選擇的是通用鉆頭（如圖 用巖石鉆具（如圖 2-5和圖2-6 ）。1. 普通鉆頭體的結構鉆頭組件通常由主體、用螺栓固定的鉆頭板或（和）壓板組成。主體內有一個放置可發射 無線電信號的控向信號棒的隔艙，泥漿通道用來將泥漿輸送到鉆頭組件的前端，使泥漿形成一 定的高壓流體噴射出來。為了保證控向信號棒的無線電信號的正常發射，主體上開有電磁通槽，該電磁通槽必須采 用具有一定強度的非金屬材料進行密封。在使用時，安裝完控向信號棒后，必須按照要求做好 固定防護，防止在工作中造成丟失控向信號棒。在使用有線控向信號棒時，為了便于安裝有線控向信號棒，鉆頭體采用的是后裝式。有線 控向信號棒從

9、后部裝入，在導線引出端必須存在密封部件，防止泥漿滲入信號棒腔體，造成漏 電，影響正常工作。圖2-1鉆頭體上的鉆頭板的功能是在土層中切削出一個允許后續鉆桿通過的孔道，以便完成導向 孔作業。在工作中，隨著鉆機動力頭的動作，通過鉆桿與動力頭連接在一起的鉆頭體會進行相 應的工作。如果動力頭主軸既進行旋轉同時也進行推進，鉆頭體會基本按照預定的直線方向前 進；如果動力頭主軸不旋轉，通過鉆桿推動鉆頭體前進，由于受到作用在鉆頭板上的外力作用, 鉆頭板會按照停止的鐘面進行角度（方向）的改變。鉆頭板是鉆頭體上的一個重要部分。為了更好地進行施工，必須根據不同的土層情況選用 不同形式的鉆頭板。在通常的土層下，基本選擇

10、使用平板（具有或沒有耐磨合金）式。下圖就 是部分鉆頭板的形式。圖2-3普通土層中使用的鉆頭板圖2-4硬土層、回填土層中使用的鉆頭板鉆頭板的選擇不僅考慮其形狀而且需要考慮其外型尺寸的大小，選擇的原則是：硬土層應 該選用傾斜角度和尺寸小的；軟土層可以選擇傾斜角度和尺寸大的。在硬土層和回填土層中， 需要使用鑲焊合金刀頭的鉆頭板。發現鉆頭板磨損嚴重時，就應該進行更換，否則會降低工作 效率。泥漿通道是在制造鉆頭體時經過專門設計和進行加工形成。它的主要作用是保證泥漿能夠 通暢地輸送到鉆頭體前端。由于該通道與控向信號棒隔艙靠的很近，因此能夠冷卻鉆頭體與地 層摩擦產生的熱量，保護控向信號棒不會因為溫度過高而損

11、壞。在泥漿通道的出口處，可以根 據需要加裝噴嘴，以便調整泥漿噴射時的壓力。每次使用前，必須檢查該通道和噴嘴是否暢通, 以免因為堵塞造成控向信號棒的燒毀及其他施工事故。2. 巖石鉆頭體o在巖石中進行作業，必須采用相應的巖石鉆頭體（如下圖）V圖2-5三爪式鉆頭體這兩種鉆頭體都可以在巖石地層進行作業，在實際工作中如何選擇使用哪種形式，取決于 設備能力、高壓泥漿泵的配置以及配套和施工成本。三爪式鉆頭體的配套和施工成本較低，工作效率慢。在實際施工時，它的鉆進和改變方向 完全依靠設備本身的能力 （推力和扭矩），可以配備三爪式鉆頭體的設備能力一一推力 13.33kN （30000lbs ）;主軸輸出扭矩54

12、23N - m在進行方向調整時，應該采用定向（或稱“扇面”）切削，這種工作方式的操作步驟是，在需要改變方向的方位一定范圍內來回進行反復的切削。 例如：如果在12點鐘進行上抬操作（即要求增加鉆進角度）。第一步，在鉆頭脫離巖石的情況下，先將鐘面調整到 9點鐘；第二步，向鉆頭施加一定的推力（根據巖石的強度確定推力的大 小）；第三步，在推力存在的條件下，旋轉鉆頭到3點鐘；第四步，撤回鉆頭。而后重復進行上面的操作步驟，直到完成需要的角度改變為止。在實際操作中，必須考慮到鉆桿所能承受的彎 曲，不能采取在短距離內就完成大角度的改變要求，這樣會造成鉆桿的損壞。在直線鉆進時， 與普通鉆頭體一樣進行工作，關鍵在于

13、根據巖石的硬度，選取適當的鉆進壓力和扭矩。如果兩 者匹配不恰當，會造成合金刀頭的快速磨損或損壞。泥漿馬達及牙輪鉆具的配套和施工成本較高，工作效率較快。在實際施工時，它的鉆進和 改變方向完全不僅依靠設備本身的能力（推力和扭矩），而且需要大流量的泥漿。從圖17-6左圖中可以看到泥漿馬達和牙輪鉆具的裝配情況。需要說明的是泥漿馬達本身在某個方向上彎曲 形成一個很小的角度（W 3°）,該彎曲方向與控向信號棒所要求的鐘面（12點鐘）一致。泥漿馬達的工作原理是：將具有一定壓力和流量的泥漿轉變為驅動鉆頭旋轉的機械能量。在要求直 線鉆進時，除了鉆桿旋轉外，泥漿馬達也會帶動安裝在一起的鉆頭旋轉。在需要改

14、變方向時， 調整泥漿馬達的彎曲指向到指定的鉆進鐘面，停止鉆桿的旋轉并在鉆桿上施加相應的推力，依 靠高壓泥漿驅動泥漿馬達帶動牙輪鉆具旋轉切削巖石，隨著該方向上的巖石逐漸被切削，就會 造成方向的改變。在使用泥漿馬達時，應該做到逐步緩慢地進行方向的改變，否則會造成泥漿米，每次只能切削0.2米S 0.30.3米S 0.4米，然后再繼馬達非正常磨損或產生卡鉆事故。因為，泥漿馬達的直徑比鉆桿大，在較短的距離內無法產生 彎曲變形，需要切削出使得泥漿馬達和鉆桿都能通過的孔道。在實際操作中應該采用逐步改向 的方法，需要根據泥漿馬達彎曲部分的長度控制需要改變方向的距離，而且改變的距離要比泥 漿馬達彎曲部分的長度短

15、，例如：泥漿馬達彎曲部分長度是0.5選擇的要求是：巖石硬度大, 及時更換磨損嚴重的硬米，當這一段孔道被切削出來后，必須采用保持直線鉆進方式工作 續進行改變方向的操作，如此反復進行，直到該段改向操作全部完成。兩種巖石鉆頭體上的硬質合金刀頭需要根據巖石的硬度選擇， 硬質合金刀頭應該短。使用中應該經常檢查硬質合金刀頭的磨損情況， 質合金刀頭。第二節鉆桿2-7。鉆桿的作用類似于汽車的驅動軸，它將旋轉扭矩和推拉力從鉆機傳遞給鉆頭體或回擴器, 是水平定向鉆施工中最昂貴的鉆進工具之一。鉆桿的示意結構如圖« 壬Fmr總i11i n “霍：圖2-7 鉆桿結構示意圖進行HDD施工時，鉆桿必須有足夠的直徑

16、和截面尺寸，目的在于： 最大程度地減少不必要的偏移以形成較好的直線孔道，易于鋪設管線。 防止像彈簧過度扭轉以便進行有效的傳遞扭矩，保證。 有效傳遞變向所需的推力和回擴（拖管）的拉力。提供一條有效通道使鉆頭、回擴器或泥漿馬達獲得足量的泥漿。由于各生產廠家采用的鋼材和加工的工藝不同，因此，在使用任何一種型號、規格的鉆桿 必須詳細了解該種鉆桿的允許使用強度和彎曲半徑。只有正確使用并且及時進行維護保養,2.3.4.1.2.3.4.、八刖，才可以延長鉆桿的使用壽命。在使用鉆桿時需要注意以下幾點：1.每次鉆進，務必適時變換鉆桿箱中鉆桿的位置，這樣能確保每根鉆桿在一定時間內有相同 的累計進尺，使整個鉆桿串可

17、同時報廢更換。只能使用高品質的絲扣潤滑脂保護鉆桿的螺紋接頭。不準使用虎鉗夾持鉆桿管身，只允許夾持鉆桿的鐓鍛部位。定期對鉆桿進行檢查。鉆桿為什么會損傷：在工作中的鉆桿經常處在一種既受到拉伸（或壓縮）又受到旋轉時產 生的扭矩作用。推進和回拉時，作用于鉆桿上的應力使鉆桿串處于壓縮（拉伸）狀態。由于鉆桿串在地下處在彎曲狀態，在旋轉工作中，每根鉆桿桿體都會反復受到拉伸和壓縮 的交變應力的影響，頻率達到每分鐘150次。鉆桿在何處損壞： 管身-大多數鉆桿在鉆桿的管身處斷裂。鉆桿接頭部位。如果過度彎曲持續的時間過長，公螺紋端的螺紋根部會產生疲勞裂紋。如何避免鉆桿的損壞：變向過度（當變向“推進”時，傾仰角變化過

18、快）是造成鉆桿失效 的主要原因。變向應該間隔一定長度的鉆桿逐步實施，避免超過鉆桿的彎曲極限和使鉆桿串承 受破壞性的載荷。襯W姮豊社MH K3曹丹4丹StdKS.営峙3.雖內慕時仁池奇垮蚪些和芳刖忌圖2-8鉆桿受力圖毋垃聲U犠胸£黑是曲f使用前，仔細清潔接頭的公螺紋和母螺紋部分。 鉆桿加接前，檢查每個接頭臺肩和螺紋承壓側是否損壞。只能使用高品質的絲扣油潤滑接頭。用推薦的扭矩擰緊接頭。拆除不用時，徹底清潔接頭。鉆桿不用，尤其是將其從一處移至另一處時，始終要在接頭螺紋上安裝螺紋護套。 移動鉆桿時，不許拖拉或隨意處置接頭。定期對所有螺紋接頭和桿體進行磁力或超聲波探傷。由于書頭不第豊而產主&#

19、171;勞製1圖2-9鉆桿容易損壞部分建議的保養和維護錐型螺紋結構可以無故障使用較長時間。然而，在操作或連接時造成的損傷可能會損壞錐 型螺紋接頭并縮短整個鉆桿串的壽命。同其它加工精良的部件一樣，錐螺紋接頭也需要進行保 養和維護以獲得最大的投資回報。下列步驟會幫您達到這個目的。1.2.3.4.5.6.7.8.第三節鉆鋌、啟始桿和扭矩套1. 鉆鋌鉆鋌是鉆機上的一個重要零件，它與鉆機上動力頭主軸連接。定向鉆液壓系統產生的推（拉） 力和扭矩都是首先通過它，然后再傳遞到鉆桿和鉆具上。因此，在工作中需要經常檢查其連接 螺紋的磨損情況。必須及時更換螺紋磨損嚴重的鉆鋌，以免在施工中產生斷裂，影響工程進度，甚至

20、造成工程失敗。圖2-10鉆鋌2. 啟始桿與扭矩套使用啟始桿與扭矩套為了滿足下面兩方面的要求：常用的鉆桿絲扣是錐型， 而鉆具的絲扣是直型 （中小型定向鉆），這兩種絲扣的連接需要進 行轉換。圖2-11啟始桿與扭矩套在中小型定向鉆的工作中，鉆具上的扭矩和推拉力都是經過鉆桿傳遞得到，為了保證扭矩 和推拉力的傳遞，不損壞鉆具，通常在鉆桿和鉆具之間會采用啟始桿與扭矩套。在機械結構中，直型絲扣只能承受固定的外力，而在定向鉆作業中經常會遇到突然變化的 交變力，直型絲扣很容易損壞。采用啟始桿與扭矩套不僅可以傳遞扭矩；而且，在進行推拉動 作時，扭矩套也限制了鉆具上的直型絲扣受到外力作用時產生彎曲變化，這樣就保護了

21、直型絲 扣不會折斷。在具體工作中，啟始桿與扭矩套也是易損部件，它們會隨著使用時間的延長而逐漸或快速 （在沙土中）磨損，應該根據磨損情況及時更換。否則會因為這兩個部件的損壞，造成鉆具和 控向信號棒在作業中被丟失在地下。在大中型鉆機的配置中，由于設備的扭矩和推拉力都很大，再采用啟始桿和扭矩套方式連 接鉆桿與鉆具，會既不安全也不經濟。所以，在大中型鉆機的鉆桿與鉆具的連接全部采用錐型 絲扣直接連接方式。 第四節擴孔鉆具擴孔的主要目的是在地下造成一個足夠安裝被敷設管道的孔洞，它的直徑應該比被敷設管 道的直徑要大1.5倍左右。對于直徑較小的管道（W200）,可以根據機器能力、敷設長度和地層狀況考慮一次回擴

22、回拉完成施工任務；管道直徑200的，必須采用多次擴孔工藝，逐步擴大孔洞直徑，直至擴大到可以足夠敷設管線為止。面是常用的四種擴孔鉆具:根據地下地質情況，選擇不同形式的擴孔鉆具。下圖2-12切削式擴孔鉆具圖 2-13擠壓式擴孔鉆具a前三種擴孔鉆具主要在土層和風化程度高的巖石中應用，在各種巖石地層中就需要選擇使 用巖石擴孔鉆具。擴孔鉆具的功能不僅是為了擴大孔洞的直徑，更重要的是切削（在巖石地層更是如此）和 擠壓土層。在所有的擴孔鉆具上會根據對付不同的地質而安裝不同的切削刀頭。切削式擴孔鉆具一一通常在粘土層中使用，它們的主要作用是將粘土粉碎，并且讓粉碎后 的粘土與泥漿進行充分的攪拌，使之可以懸浮在泥漿

23、中而排出，在通常施工中的速度比較快， 功率消耗較小；在比較軟的粘土層中，應該選擇使用擠壓式擴孔鉆具，它們的作用在于可以在 土層中擠壓出一個孔壁密實的孔洞，使用時需要耗費較大的功率，施工速度較慢。也可以根據 需要，在實際工作中分別采用切削式擴孔鉆具和擠壓式擴孔鉆具混合使用。一般先用切削式擴 孔鉆具把地層擴大，而后用直徑小一號的擠壓式擴孔鉆具把孔內的鉆屑擠實。流道式鉆具是具有上述兩種鉆具優點的擴孔鉆具，在粉碎粘土的同時也將鉆屑擠實。因此,這類鉆具的施工速度和功率消耗處于兩者之間，在大部分的粘土和沙土層中都可以工作。只有 在一種粘性較大的粘土層（俗稱膠粘土）中使用時需要特別注意，因為這種粘土會在流道

24、式鉆 具上的流道上形成粘附層，而且會隨著工作時間和距離的增加，粘附情況會越來越嚴重，造成 扭矩和推拉力越來越大，甚至產生設備自動卸荷不能繼續工作的情況。在巖石地層擴孔必須使用巖石擴孔鉆具。巖石擴孔鉆具的工作原理是：整個巖石擴孔鉆具 在工作中會隨著鉆桿的旋轉而旋轉；同時，每個牙輪也會在高壓泥漿的沖擊下，圍繞著安裝軸 旋轉（如下圖）。這樣可以保證安裝在牙輪上的合金刀頭都能參與工作，不會因此造成局部的合 金刀頭先磨損而使擴孔鉆具不能正常作業。牙輪在擴孔工作中，特別需要強調的是，必須保證有充足的泥漿供應。否則，會因為切削形成 的巖石碎屑不能大量排出而造成在孔洞內堆積，這些巖石碎屑就會磨損巖石擴孔鉆具，

25、甚至將 巖石擴孔鉆具全部損壞而不能使用。在正常使用中，也應該經常檢查巖石擴孔鉆具上的合金刀 頭的磨損情況，及時更換磨損嚴重的合金刀頭，延長巖石擴孔鉆具的使用壽命。在使用中，需要根據土質的不同選擇適合的擴孔鉆具，不能千篇一律的只用一種形式的擴 孔鉆具。第五節旋轉接頭該接頭的主要作用是將鉆機產生的旋轉動作進行轉化，使其隨帶的后續物品不能同樣進行 旋轉。因為，無論多大噸位的鉆機，都不可能將后面拖帶的鉆桿及（或）管道等一起轉動。1.在回擴器上帶有旋轉裝置； 2.另外根據使用的鉆具不同，旋轉接頭分為以下兩種形式：采用專門的旋轉接頭（如圖 2-17、2-18 ）。圖2-17 帶有旋轉裝置的回擴器圖2-18

26、專門的旋轉接頭在使用時，需要定期檢查是否有損壞，旋轉部分能否正常工作，按照生產廠家的要求進行 潤滑一一注入潤滑脂。第六節 連接（回拉）裝置要確保管線成功回拉， 必須選擇合適的回拉裝置。下列裝置是HDD領域中最為普遍的回拉裝置（拉引器）：中國式網套拉索：普遍用于鋪設直埋公用管線，如同軸電纜、銅電話線和小直徑剛性管線 如PVC管和鋼管。螺紋旋入式管線回拉器：普遍用于規格為2到5厘米直徑范圍的套管和聚乙烯管的回拉。 聚乙烯管（PE）回拉器：用于鋪設規格為5到15厘米直徑范圍的 PE管。多管線回拉器：是一種在單流線型管線中同時鋪設12、16或更多套管的裝置。 通常與螺紋旋入式管線回拉器聯合使用。拉索：

27、一端共用一個連接位置，另一端采用不同長度的拉索與待鋪設的多條公用管線連接， 使它們的連接點錯開。連接（回拖）裝置是用來在回拖被敷設管線時連接管線與回擴器使用的。根據管線材料的 不同，可以選擇相應的回拖連接件。1. 網套型：網套型（圖 2-20 ）主要使用在小口徑（W 150mm塑料管上，它們采用鋼絲編織成像一張魚網一樣。開口處套入塑料管，然后收緊并且用鋼絲牢牢捆扎。實際回拉過程 中，由于鋼絲捆扎和網套與塑料管的摩擦力的作用，使塑料管可以隨著鉆桿的回收而被拉進孔 道中。網套型連接（回拖）件具有簡便易用的特點， 可以根據要求進行單根或多根管道的回拉。2. 膨脹型：這種類型的連接（回拖）裝置可以進行

28、較大的塑料管回拉，每種規格可以在一定 的管徑范圍內使用。它的特點是，與管道的連接采用了能夠膨脹的零件。安裝時，必須將 膨脹部分的尖齒嵌入管壁中，適合在厚壁塑料管上使用，但是安裝的過程比較復雜。分為三瓣，上面有尖銳的齒-11-圖 2-213. 旋塞型：這類連接（回拖）裝置（圖 2-22 ）與膨脹型有些類似。使用時必須選擇與管 徑相適宜的規格。只要將這類裝置用力旋進管道內孔（像擰螺絲釘一樣）就能進行回拉管線。*1-圖 2-224. 自制：上面三種形式的連接（回拖）裝置一般用在W200mm的塑料管上。如果需要在 200mm的塑料管或鋼管上使用連接（回拖）裝置，一般采用自行設計加工的。其主要原則是，前

29、部是 必須是錐型（參考圖 2-23示意圖），這樣在回拉時會減少對管道的阻力。圖2-23自制連接（回拖）接頭三、鉆機操作步驟及注意事項1. 鉆機操作步驟a. 安全人身安全：應設置工作警戒區域，不允許無關的人員進入并接觸設備。 穿戴合適的安全防護品。在有酒精或藥品影響的時候，不得操作設備。15 米外放置安全標記。在運輸途中，不液壓油、鉆進液和沖洗系統是高壓的。經常檢查所有的管線和接頭是否處于良好狀態。 蓄電池酸性電解液引起嚴重灼傷。 在調整或維護設備時，應關閉發動機并取下鑰匙，掛上提醒指示牌。 確信設備已冷卻下來再進行維修。 設備調遷時，起重臂或被吊起的設備下不得站人。要不允許有人坐在操作座椅上。

30、設備安全： 在已有預埋公共管線的區域附近鉆進時，必須保護和避免傷及它們。這些公共管線包括： 動力電纜線、天然氣（煤氣）管道、自來水管、污水管、電信電纜（光纜） 、有線電視電纜等。 必要時，需對它們進行暴露式開挖檢查。位、設備上不同的安全標記表示著可能會產生不同程度的危險情況。禁止將安全標記拆除、移 更換。10 至 30 分鐘（根據環境溫度具體確定） 。設備運行時，推拉力、扭矩不得超過設備規定極限。 鉆進 /回拖時，嚴禁鉆桿逆時針旋轉。 停機后，撥動各控制健，使機器卸壓；打開各部位排水閥，排放積水（冬季需加防凍液） 操作步驟啟動發動機前，必須進行每日例查。 在進行工作前，必須啟動發動機，預熱液壓

31、系統，預熱時間：b.1. 機到達現場后，按照設計要求進行鉆機定位；2. 作為施工現場工作安排的一部分，必須將接地桿插進地下，并和鉆機連接，使鉆機在遭電擊 時被接地。萬一發生電擊，接地桿和接地電纜將以最快的速度把電流通過錨樁導入大地；3. 準備好控向儀、泥漿等工具及材料。b. 導向鉆進1. 按照控向儀的要求標定儀器；2. 加裝鉆桿，與鉆鋌和鉆頭體連接；3. 試驗泥漿是否能夠正常輸送；4. 第一根鉆桿保持直線鉆進（可以保護鉆桿） ；5. 通知控向員對鉆頭體進行定位；6. 繼續加裝鉆桿；7. 根據設計要求和控向員定位的情況決定是否需要調整鉆頭體的位置，如果需要調整，就采用 推進方式進行調整；8. 重

32、復（ 5）、（ 6）兩個步驟，直至導向孔完成；9. 在全部工作過程中，隨時檢查控向儀上信號棒的工作溫度情況，防止燒壞信號棒；c. 回擴1. 根據需要敷設的管道直徑選擇適合的回擴器，一般應該是被敷設管道的 1.5 倍；2. 根據土質和經驗，決定是多次回擴（建議主要采用的方法） ，還是一次回擴并回拖管道；3. 連接鉆桿和回擴器，在回擴器后面必須連接下次回擴需要使用的鉆桿；4. 試驗泥漿是否能夠正常輸送；5. 先旋轉鉆桿和回擴器，然后慢慢回拉，在回擴器進入土層后，也必須緩慢回拉，以便保證泥 漿的回流暢通；6. 遇到鉆桿接頭，應該拆卸鉆桿。在此過程中，不能松開定虎鉗，防止由于受到重力的影響鉆 桿滑出；

33、7. 重復（ 5）、（6）兩個步驟直至全部回擴完成；8. 繼續進行后續的回擴，步驟同上；9. 記錄每根鉆桿的工作參數 : 推拉力、扭矩、泥漿壓力，為改變泥漿配方提供依據，以及積累數 據以便分析事故。d. 回拉敷設管道1. 對分段的管道必須先焊接好，保證焊縫能夠承受定向鉆的拉力；2. 采用標準和自制的管道封頭封閉管頭；3. 將管道與回擴器連接；4. 試驗泥漿輸送是否正常；5. 開始回拉管道；6. 注意泥漿回流情況；7. 記錄每根鉆桿的工作參數：推拉力、扭矩、泥漿壓力，為改變泥漿配方提供依據，以及積累數 據以便分析事故；8. 結束后，按照規定清理現場，移走設備。控向儀工作原理及使用第一節、安全注意

34、事項鉆頭在沙地、沙礫層或石塊上鉆進時，傳感器周圍如果沒有足夠泥漿流動，會產生摩擦熱，持續過熱會造成顯示的深度讀數不準，而且可能造成傳感器的永久性損壞。信號接收器不能防爆，不應靠近可燃物或爆炸物使用。每次鉆進工作開始之前，都要檢查控向系統，確認其操作正常，檢查鉆頭定位和定向信息 是否正確，以及鉆頭內的傳感器是否提供正確的鉆頭深度、傾角和面向角信息。只有在以下情況下鉆探，深度讀數才是準確的： 接收器校準準確。檢查校準的準確性，以便接收器正確顯示深度讀數。 鉆頭定位精確。接收器正對地下鉆進工具中的傳感器，并且與傳感器平行。 接收器的設置正確。 在鉆進時準確并且正確定位和跟蹤鉆頭。 接收器保持水平。信

35、號干擾會造成測量的深度讀數不準確，失去傾角、面向角讀數或傳感器定位、定向信息。鉆進之前定位操作人員應進行電子干擾檢查。 干擾源包括：交通信號線路、有線電視、輸電線、光纖跟蹤線、金屬構造物、陰極保護、 傳送塔臺、射頻。 在附近便用相同頻率的其它信號源可能也會干擾遠程顯示器的操作，例如：使用無線群呼 系統的租車、其它定向鉆進定位設備等。仔細閱讀控向系統的操作手冊，以確實了解如何正確操作控向系統來獲得準確的深度、傾 角、面向角和定位點。每次鉆進工作開始之前，將傳感器放入鉆頭內測試控向系統，以確定其運作正常。鉆進時 如果使用超聲波功能，要定期測試系統進行校準。在停止鉆進一段時間后，務必要測試校準。 測

36、試系統是否受到工作場所的信號干擾。背景噪音必須低于150,而在進行任何定位操作時，信Ml加JAM必號強度必須要高于背景噪音至少 250點。第二節、定位工作原理1. 傳感器信號波形理解傳感器電磁信號的一些基本概念以及接 收器天線收發信號的方式是很重要的。傳感器的 信號場是橢圓形。橢圓形信號場和DigiTrak接收器獨特的“ X”形天線結構共同作用，用三個特 殊位置定位傳感器，而不僅僅是用最強/最高信號進行定位。傳感器的電磁場由許多磁力線組成。定位時， 您就走進了磁場，接收器天線會從這些磁力線中讀取信號。2. 天線結構DigiTrak接收器共有三個天線。靠近接收器底部有一根天線，用來接收傳感器的傾

37、角、面 X”結構的“定位天線”，其中的一根天)天線。兩根天線互相垂直，它們(“十”向角讀數、電池以及溫度狀況信息。顯示窗口下面是“ 線被稱作負號(“一”)天線，另一根天線被稱作正號 和DigiTrak接收器所放置的地面都是呈 45o夾角。如上所述，天線“吸收”的磁力線越多，“可讀的” 信號所占的百分比也就越高。每根天線接收磁力線的功能各不相同。接收器處理 信息后，向操作人員提供傳感器的全部信號場強度的測 量結果，而不像傳統的電纜定位器那樣，只提供部分信 號場強度的測量結果。播枚揮如金甜世曲Q揮-Ml砒9 _DssifhAK3. 信號接收要理解天線如何“讀取”這些磁力線，可以把磁力線想象成水流，

38、天線想象成管道。如果水流和管道平行，所有的水都會流過管道。如果把管道旋轉90o，使之和水流垂直，水就不能流曲 100-43 H希柿匸訓1；世# U<4fia' ® n 0 nvn入管道。磁力線和天線也是同樣的道理。當它們互相平行時，天線可以讀取所有磁力線，互相 垂直則不能讀取。比弍陽】樸FMLP肢點ftNLfi £卜曲學4«才援B4Hrr-3 WU4. 前向負定位點和后向負定位點如果磁力線是直立穿過兩根天線，每根天線會各讀取信號的50% (如圖所示)。有兩個位置會發生這種情況： 一個是傳感器后方的后向負定位點(FNLP)，另一個是傳感器前方的前向負定

39、位點(RNLP)。這兩個點都特殊，與傳感器的信號強 度無關。RNLP點和FNLP點對傳感器的準確定位都很重 要，但FNLP點比較常用。FNLP點也用于防止過度操作。5. 傳感器上方的正定位線如果磁力線是水平穿過兩根天線，每根天線會各讀 取該點磁場強度的50%。這個位置是在傳感器正上方， 稱為正定位線(PLL)。傳感器在PLL線下方的橫向準確定 位可以用FNL蔗或RNL點確定，或者通過查找高峰信號 來定位。但是，不鼓勵用高峰信號來定位地下傳感器，這 是因為它容易受潛在的干擾源干擾。第三節、MarkM一、概述DigiTrak定位系統是在水平定向鉆進工程中，用來定位和跟蹤鉆頭中的傳感器。主要包括 以

40、下所描述的接收器、傳感器、遠程顯示器以及電池充電器。DigiTrak系統基本設備：接收器一一接收器從傳感器接收信號，并且在處理后顯示傳感器的狀況（面向角、傾角、 深度/距離、預測深度、電池以及溫度狀況）。它可以把信息傳送到鉆機上的遠程顯示器。傳感器一一亦稱為探頭、 信標或信號棒，傳感器放在鉆進工具/殼體中，向接收器發送信號。 接收器顯示深度/距離、信號強度、傾角、面向角、電池以及溫度狀況。傳感器是用堿性高能電 池供電。遠程顯示器一一通過遠程顯示器，鉆進人員能夠看到傳感器的傾角、面向角、深度、預測 深度以及溫度狀況，在不能行走跟蹤的情況下還能夠用它來遙控。電池充電器一一電池充電器用來對鎳鎘蓄電池

41、組迸行充電和調整。可以使用直流或交流電 源。電纜或地磁傳感器系統一一電纜傳感器系統是選用的加深定位系統，適用于鉆孔路徑深度 超過15米，其長度需要若干天才能完成，而且位于無法行走跟蹤的區域和/或高頻干擾區域。二、基本操作及定義扳機的點擊/按住一一接收器把手下的扳機可以點擊（按住后在半秒鐘內立即放開 ）或按住。這兩個動作有不同的效果，用于不同的操作過程。校準一一在第一次使用時需要校準，改變以下任一設備時也要校準：傳感器、接收器或鉆 頭體。無需每天校準；但在每次開始鉆進工作前，用卷尺核對距離讀數，用這一萬法核實系統 的準確情況。超聲波距離/地上測量高度一一超聲波距離或地上測量高度是指接收器和地面之

42、間的距離。 用接收器底部的兩個超聲波轉換器測量該距離。深度與距離一一扳機沒有按住時，除非接收器在傳感器射程外，否則接收器底部窗口會顯 示接收器到傳感器的距離。一但接收器打開并且校準后，便無需等待深度讀數，因為接收器會 持續測量距離。當接收器位于傳感器正上方時，其底部窗口所顯示的是深度信息。如果接收器 沒有位于傳感器正上方，底部窗口所顯示的數字則是“斜線”距離。預測深度一一如果按住扳機，底部窗口會顯示預測探度，這時只有當接收器處于前向負定 位點（FNLP時，讀數才是準確的。預測深度會在底部窗口以數字和一個實心波浪符號 爍顯示。操作檢驗一一鉆探前以及操作中，有必要做以下檢查：正確校準、正確設定超聲

43、波測量、 電池電源狀況、傳感器溫度以及信號干擾問題。定位一一查找定位地下傳感器；定位時將接收器把手下面的扳機按住，左上角窗口會顯示FNLP點和后向負定位點（RNL P）,這 /面向角）和距離。查看信息時,信號強度。操作人員有計劃地按照傳感器傳送的信號來建立 些定位點會指引操作人員找到傳感器的位置。跟蹤一一接收器自動“跟蹤”并顯示傳感器的方位（傾角 不需要按扳機或執行任何其它步驟。接收器是手持式設備，用于定位和跟蹤傳感器。它接收傳感器傳送的信號并進行轉換，然后顯示以下信息： 傾角、面向角、深度/距離、預測深度、溫度和電池狀況。顯示 窗口位于接收器頂部。每個顯示窗口旁邊的符號或圖標是用來幫助您確定

44、該窗口的 功能（參閱下頁上方的表格）。窗口下的圖標代表傳感器的傾角、 面向角、深度/距離，當扳機彈起時，扳機向下圖標旁邊的窗口會 顯示這些參數。扳機按住時 （扳機向上圖標），左上角窗口將顯示信號強度，而右上角窗口將顯示溫度。 注意：預測深度圖標在底部窗口下面。當扳機按住，而接收器定位于前向負定位點（FNLP）時，該點上的傳感器預測深度會顯示在底部窗口中。預測深度值會快速閃 爍顯示，同時在底部窗口上顯示一個實心高亮度的波浪號（S）, 用來區分預測深度和深度顯示值。注意：如果扳機在FNLF點之外的其它點上按住，預測顯示的深度無效。ifii異弟宙口 標報味1利卜-戰機fit打；業見1】ST U，必*

45、 K宙藩的fOn INI R ft圧曲諸幗也=僅坤=口打廂鬧辰爐一_±1財.昭擁茗川朮T方問的曲你BOO%餐小巧岷1,誠仇片丄國跆 門.iii肌同卜），It向ft一置押糾1耳嗨12 «1點-I打卡計打曲）.顯示T竹曹越北動仙隹上 博引口 一，報HL%卜卜il.rtt一一iJfitHATH.樸底那事丨卜.晁示件懿 o:fi機向上=»機厠柱斤fl懺牛人玩在FNIT血&顯小餉1丄眾不培殆隹啞，傳E_SLl*悄匕創«-51翔范m&A-V那 審示件彌器側忖片;JSrtH/F齊Tt低曲門匕 飯M 向n .=!. iridllMls .TfiiSIM-

46、=眞楓向l:liR花救掘冷FXL卩山吟 樸:欣ftlSTLi :機：r：FSL卩血;Y”督瑯 器同鵡iS頃，四、傳感器過熱聲音警報傳感器過熱時，接收器會發出一系列聲音數量逐漸增多的警報信號，信號如下所示:溫度范圍警報信號14C以及14C以下沒有聲音或視覺上的警報信號。15CS 35 C每升高4C會發出一個雙音警報。3 Cs 45C每升高4C會發出兩個雙音警報。45Cs 60 C每升高4C會發出三個雙音警報。60 C以及60 C以上會發出錯誤警報聲（兩個長音），底部窗口會閃爍；當傳感器在 溫度約為80 C時會關閉，并且可能會出現“1999”字樣。五、校準接收機校準的方法有兩種：單點校準和雙點校準

47、。單點校準把裝在鉆頭內的傳感器和接收器按照以下方法平行相距3米。雙點校準通常是當傳感器位于地底下無法單點校準時進行。首次使用前以及下列情況下必須校準：傳感器改變；接收器改變；鉆頭體改變。以下情況不能校準：3米內有金屬構造物，如鋼管、鐵絲網、金屬線、施工設備或汽車；接收器在鋼筋或地下公用設施管線上面；接收器附近電子干擾太多；鉆頭內沒有安裝傳感器；傳 感器沒有打開。單點校準過程1. 確定沒有干擾。確定在接收器量程范圍內沒有其它同樣通電的傳感器。2. 將鉆頭體內工作中的傳感器放在平地上。3. 接收器啟動完畢后，把它放在距離殼體正好 3米的地方，如簡圖所示（必須用卷尺準確測量鉆頭體內部邊緣到接收器內部

48、邊緣的距離 ）。按住扳機直到確認信號穩定后放開， 注意信號強度讀 數。信號強度必須至少為 250點才能達到正確校準。如果讀數小于 250點，那么傳感器可能有故 障。亢ft內的 恃曙S9S4. 點擊扳機一次。5. 接收器將發出嘩響。接收機響時按住按扳機。（從5到0）。倒數時會發出碉瞅聲。6. 繼續按住扳機，并且注視底部窗口所顯示的倒數計時讀數7. 倒數計時讀數為0時，放開扳機。8. 校準成功時會發出三次短促的嘩響。若發出兩個長音則表示校準無效，可能是從傳感器來的 信號不當或者信號干擾所致。9. 在底部窗口上會顯示 297厘米（± 5厘米）。152厘米10. 同步驟3，用卷尺測量準確位置

49、，把接收器分別移動到至少兩個不同的地方（例如， 處和610厘米處），并確認深度/距離讀數正確。檢查顯示的鉆進深度是否準確。11. 記錄信號強度以便稍后需要。確認校準的準確性確認校準時，用卷尺測量地上鉆頭內的傳感器。把接收器和鉆頭體多次平行放置，每次相 隔距離都耍準確測量，檢查在底部窗口上顯示的距離讀數和卷尺測量的距離是否相符。如果誤差很大（大于士 5% ），那么就需要重新校準。深度較淺時（3米）地下傳感器的校準當傳感器在小于3米的地下深度時，如果需要重新校準，可以進行修正的單點校準過程。 不 過您必須要知道3米處鉆頭體內傳感器的信號強度（第一次單點校準時，您必須要隨時注意3米處 的信號強度值）

50、。當傳感器位于地面下時（深度小于3米），把接收器和傳感器平行放置，使這個距離的信號 強度和最近一次在3米距離的單點校準信號強度相同。要做到這一點，只要按住扳機，并且將接收器移開或靠近傳感器，直到看到的信號強度讀數 （顯示在左上角窗口 ）等于在3米距離的校準信 號強度為止。把接收器放在地上，繼續完成單點校準過程。但是，如果傳感器深度大于3米，就有必要進行雙點校準。例如：如果記錄的最近一次在 3米距離單點校準信號強度是 560,使接收器相對傳感器平行 移動，直到信號強度讀數為 560為止，然后完成單點校準過程。請記住，鉆進深度大于3米時不能進行該校準過程。這時必須進行雙點校準；如果有多余的傳感器，

51、也可以在信號強度為560點（或3米距離處的其它信號強度值 ）的距離處校準該傳感器， 然后用位于地面下的同一只傳感器 繼續鉆進。進行修正校準過程時，我們足假設地下傳感器仍然在以和最近一次單點校準相同的信號強 度工作。如果傳感器已經損壞或過熱，那么該修正過程便不可靠。用深度天線鉛垂線標記定位點耍準確標記前向負定位點（FNLP）、后向負定 位點（RNLP）以及正定位線（PLL），必須用垂直軸 （鉛垂線）穿過顯示窗口中心，把深度 /定位天線 平分（參閱右邊的簡圖）。垂直軸和地面的交點 是所要標記的位置。鉛垂線也可當作確認FNLF點和RNLP點時轉動接收器的軸。JfHE肌產W 十 K I-六、傳感器則制

52、悒Dig 葉* Zfgf傳感器（又稱作探頭、信標或信號棒）是一種用無線電頻率發射電磁信號的裝置，裝配在鉆頭體內。它傳送有關其定位以及方向的信息。傳感器發射信號，接收器“聽到”后進行轉換， 把有關信息顯示在窗口上。傳感器的量程取決于其類型。注意：任何傳感器和任何接收器配套使用時，其量程都取決于工作地點的干擾源數量。干 擾源增多時，量程會減小。傳感器是怎樣工作的傳感器會發出兩種頻率共計為 33千赫的信號。一種是深度信號或信號強度，另一種是傾角、 面向角、電池以及溫度狀況信號。 傾角/面向角信號的頻率比深度信號的大， 有時更容易受干擾 源干擾。放開扳機后，檢查傳感器是否正在向接收器傳送適當的傾角和面

53、向角信息一一在接收器的 左上角窗口上會每隔2.5秒鐘閃爍顯示一個波浪號 （S）。務必要等到連續兩個波浪號所顯示的傾 角和面向角信息都相同，再根據這些信息下達任何操作指令。等待一段時間，確保能夠確認讀 數的準確性。傳感器到達最大量程時，波浪號顯示速度會低于2.5秒鐘。放開扳機時，在接收器的左上角窗口會以1%的傾角增量顯示傳感器傾角。接收器的扳機放開時， 在右上角窗口會以1S 12之間的一個整數顯示傳感器的面向角。 這些 整數和鐘表的時針位置相對應。 在12點鐘方位，傳感器是以指引槽在上的位置定向。 鉆頭的錐 面或平面應指向這個位置。七、接收器自檢Markffi接收器能夠完成自檢診斷以確定其工作是

54、否正常。自檢必須在沒有傳感器和干擾的 環境中進行。在啟動時按照規定順序點擊扳機就可進行自檢。把完全充電后的電池放入接收器，然后點擊扳機一次。在發出聲響時，快速點擊扳機 3次（觀察在底部窗口上顯示的數字 3）。自檢大約進行15秒針。 如果沒有發現問題，接收器會發出三個單音，然后關閉。如果檢測到問題，接收器會在左上角窗口上顯示錯誤代碼，同時發出兩個長音。 錯誤代碼“ 001 ”表示背景噪音大，把接收器移動到沒有信號干擾的地方再次自檢。1.2.3.4.5.a. 接收器平衡檢查如果看上去接收器始終有向左或向右的誤差，可能是接收器的天線沒有平衡。如果只用信 號強度定位傳感器或者附近有干擾源，也可能發現傳

55、感器向左或向右誤差更大。通常應該同時 用前向負定位點和后向負定位點來定位傳感器（深度和左/右位置），而不僅僅是用高峰信號定位。要確定接收器的天線是否平衡，可以進行以下檢驗：X*肉問1. 把傳感器放在地上，向前（或向后）走3S 3.7米，并且向軸線的左邊或右邊移動一段距離， 軸線從傳感器的兩側向外延伸，如圖所示。廠tlSS2. 手持接收器使其垂直于傳感器，并且按住 扳機。3. 走近軸線，觀察在左上角窗口上所顯示的 加號（“ + ”），記下它變為減號（“一”）時 的位置。4. 繼續向前走過軸線，停下并且將接收器 掉轉180度，轉向相反方向。走回軸線， 找到加號（“ + ”）變為減號（“一”）時的位

56、置。5. 這兩個位置應是同一位置，并且都在軸線上。悽敕器甲巔總探J - . ”丄何了鈿秤 起2億望£廠=b. 接收器增益檢驗另一個確認接收器顯示的深度信息是否正確的檢驗是增益檢驗。它檢查接收器的深度比例 換算系統，與較早的“移動電話”的增益相似。進行增益檢驗需要一根工作的傳感器，一把卷 尺以及要檢驗的接收器。）拉出。卷尺的長度應1. 依照準備單點校準時的步驟，將卷尺從傳感器側邊（鉆頭的內側或外側超出傳感器的最大量程范圍。2. 將接收器和傳感器平行放置，相距1.5米，記下深度值（不要按住扳機3. 將接收器移開到3米的距離，記下深度值。直到達到最大量程為4. 繼續檢查，接收器遠離傳感器的距離每增加1.5米就檢查一次深度讀數，止（在底部窗口上會顯示“ 1999”字樣）。5. 最后一步是把接收器移近傳感器，每