CN104343406B - 水平定向钻抢险装置及其应用方法 - Google Patents

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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing, or removing tools, packers or the like in the boreholes or wells

Abstract

本发明公开了一种水平定向钻抢险装置，是为提高水平定向钻穿越回拖抢险的安全性及高效性而设计的。本装置通过钢绞线连接被回拖管道和液压穿心千斤顶，通过千斤顶锚固头锚固缆索并连接套装锚固钢管上的缆索套，由液压系统驱动千斤顶连续拉拔钢绞线，将被回拖管道拉出水平定向钻孔洞，完成水平定向钻抢险作业。本发明能将被卡的管道安全高效的回拖出孔洞，地锚设施简单、方便且锚固力大，钢绞线储能小，牵引变形量小，断后不反弹，管道抢险安全性高，千斤顶牵引能保证抢险作业的连续性和快速性，钢绞线可360°全方位自由调节角度，能使被回拖管道、千斤顶和地锚处于同一直线上，最大程度地增大穿心千斤顶的合力。

Description

水平定向钻抢险装置及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种水平定向钻抢险装置及其应用方法，属于非开挖管道施工技术领域。
背景技术
在长输管道建设中，水平定向钻已成为铺设非开挖管道的主要手段。在定向钻穿越回拖的过程中，由于塌孔和地质复杂等原因，易出现因回拖力增大而造成的卡钻或钻杆断裂，导致回拖失败。每当此时，一般采用滑轮组群进行回拖抢险，但每回拖3～5米就需更换滑轮组，致使抢险效率低下，不符合抢险的时效需求，而且，滑轮组群的钢丝绳两端是固定的，其随拉力的增大而产生形变，一旦断裂，会对现场人员构成致命的威胁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水平定向钻抢险装置及其应用方法，其具有安全、简单及高效的特点。
本发明水平定向钻抢险装置的技术内容如下：
本抢险装置的法兰连接位于水平定向钻孔洞内的被回拖管道；钢绞线均分为多股，一端分别固定于法兰上均布的法兰孔内，另一端均被夹持在各所对应的液压穿心千斤顶内；各液压穿心千斤顶均连接各所对应的、位于地面上的底座上，各千斤顶前端均连接千斤顶锚固头；各千斤顶锚固头均锚固各所对应的缆索，各缆索前端均连接各所对应的缆索套，各缆索套均套装在位于地锚基坑内的锚固钢管上，地锚基坑的承力侧夯有钢板桩。
本发明水平定向钻抢险装置的应用方法如下：
1)场地准备:清理场地，按施工要求开挖地锚基坑和缆索通道;
2)设备安装:
a.安装锚固设施：用打夯机将钢板桩夯入地锚基坑承力侧，用吊装设备将套上缆索套的锚固钢管放入地锚基坑；
b.焊接法兰：将被回拖管道的管端与法兰连接；
c.安装千斤顶：将各液压穿心千斤顶固定于其所对应的、位于地面上的底座上，将位于中间的底座的中心线对准被回拖管道的中心延长线；
d.安装钢绞线：将钢绞线均分为多股，一端分别固定于法兰上均布的法兰孔内，另一端分别夹在各自所对应的液压穿心千斤顶内；
e.安装锚固端钢索：在各液压穿心千斤顶前端均连接上千斤顶锚固头，在各锚固头前端均连接上缆索，在各缆索前端均连接上缆索套，使加在被回拖管道上的拉力经缆索传给锚固钢管，并由钢板桩和地锚基坑承担；
3)启动抢险设备：启动液压系统，驱动各穿心千斤顶连续拉拔钢绞线，将被回拖管道拉出水平定向钻孔洞，完成水平定向钻抢险作业。
本发明能将被卡的管道安全高效的回拖出孔洞，地锚设施简单、方便且锚固力大，能极大地减少传统混凝土地锚需要固化养护的等待时间，充分满足工程实际需求。本抢险装置采用储能小、牵引变形量小及断后不反弹的钢绞线作为牵引件，能极大地提高管道抢险作业的安全性；用千斤顶牵引钢绞线，不必反复缠绕滑轮组，能保证管道抢险作业的连续性和快速性；钢绞线可360°全方位自由调节角度，能使被回拖管道、千斤顶和地锚处于同一直线上，最大程度地增大穿心千斤顶的合力。
附图说明
图1为水平定向钻抢险装置结构示意图。
图2为水平定向钻抢险装置俯视图。
具体实施方式
实施例：
参照图1和2对本发明的实施例进一步说明：
本抢险装置包括法兰1、锁扣2、钢绞线3、液压穿心千斤顶4、底座5、千斤顶锚固头6、缆索7、缆索套8、地锚基坑9、锚固钢管10和钢板桩11：
法兰1焊接连接位于水平定向钻孔洞14内的被回拖管道13；二十四根钢绞线3均分为三股，一端由锁扣2分别固定于法兰1上均布的法兰孔内，另一端均被夹持在各所对应的液压穿心千斤顶4内；各液压穿心千斤顶4均通过螺栓连接各所对应的、位于地面上的底座5上，各千斤顶前端均焊接千斤顶锚固头6；各千斤顶锚固头6均锚固各所对应的缆索7，各缆索7前端均通过专用锁扣连接各所对应的缆索套8，各缆索套8均套装在位于地锚基坑9内的锚固钢管10上，地锚基坑9的承力侧夯有钢板桩11。
本抢险装置的应用方法如下：
1)场地准备:清理场地，按施工要求开挖地锚基坑9和缆索通道12;
2)设备安装:
a.安装锚固设施：用打夯机将钢板桩11夯入地锚基坑9承力侧，用吊装设备将套上缆索套8的锚固钢管10放入地锚基坑9；
b.焊接法兰：将被回拖管道13的管端与法兰1焊接；
c.安装千斤顶：将三个液压穿心千斤顶4用螺栓分别固定在位于地面15上的三个底座5上，将位于中间的底座5的中心线对准被回拖管道13的中心延长线；
d.安装钢绞线：将二十四根钢绞线3均分为三股，一端分别穿过法兰1上均布的法兰孔，用锁扣2固定，另一端分别夹在各自所对应的液压穿心千斤顶4内；
e.安装锚固端钢索：在各液压穿心千斤顶4前端均焊接上千斤顶锚固头6，在各锚固头前端均焊接上缆索7，在各缆索7前端均通过专用锁扣接上缆索套8，使加在被回拖管道13上的拉力经缆索7传给锚固钢管10，且由钢板桩11和地锚基坑9承担。
3)启动抢险设备：启动液压系统，驱动三个合计600吨的液压穿心千斤顶4，连续拉拔钢绞线3，将被回拖管道13拉出水平定向钻孔洞14，从而完成水平定向钻抢险作业。

Claims (3)

1.一种水平定向钻抢险装置，其特征在于：
本抢险装置的法兰(1)连接位于水平定向钻孔洞(14)内的被回拖管道(13)；多根钢绞线(3)均分为多股，且所述钢绞线的根数是股数的整数倍，每股所述钢绞线(3)的一端由锁扣(2)分别固定于法兰(1)上均布的法兰孔内，每股所述钢绞线(3)的另一端均被夹持在各所对应的液压穿心千斤顶(4)内；各液压穿心千斤顶(4)均连接各所对应的、位于地面上的底座(5)上，各液压穿心千斤顶(4)前端均连接千斤顶锚固头(6)；各千斤顶锚固头(6)均锚固各所对应的缆索(7)，各缆索(7)前端均连接各所对应的缆索套(8)，各缆索套(8)均套装在位于地锚基坑(9)内的锚固钢管(10)上，地锚基坑(9)的承力侧夯有钢板桩(11)。
2.一种水平定向钻抢险装置的应用方法，其特征在于该方法的具体操作步骤如下：
1)场地准备:清理场地，开挖地锚基坑(9)和缆索通道(12)；
2)设备安装:
a.安装锚固设施：用打夯机将钢板桩(11)夯入地锚基坑(9)的承力侧，将套上缆索套(8)的锚固钢管(10)放入地锚基坑；
b.焊接法兰(1)：将被回拖管道(13)的管端与法兰(1)连接；
c.安装液压穿心千斤顶：将各液压穿心千斤顶(4)固定于其所对应的、位于地面(15)上的底座(5)上，将位于中间位置的底座(5)的中心线对准被回拖管道(13)的中心延长线；
d.安装钢绞线：将多根钢绞线(3)均分为多股，且所述钢绞线的根数是股数的整数倍，一端分别固定于法兰(1)上均布的法兰孔内，另一端分别夹在各自所对应的液压穿心千斤顶(4)内；
e.安装锚固端钢索：在各液压穿心千斤顶(4)前端均连接上千斤顶锚固头(6)，在各千斤顶锚固头(6)前端均连接上缆索(7)，在各缆索(7)前端均连接上缆索套(8)，使加在被回拖管道(13)上的拉力经缆索(7)传给锚固钢管(10)，并由钢板桩(11)和地锚基坑(9)承担；
3)启动抢险设备：启动液压系统，驱动各液压穿心千斤顶(4)连续拉拔钢绞线(3)，将被回拖管道(13)拉出水平定向钻孔洞(14)，完成水平定向钻抢险作业。
3.根据权利要求2所述的水平定向钻抢险装置的应用方法，其特征在于钢绞线(3)通过锁扣(2)连接法兰(1)；液压穿心千斤顶(4)通过螺栓连接底座(5)；缆索(7)通过专用锁扣连接缆索套(8)。
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