近年来,随着我国经济建设的不断发展,通过水
路进行货物运输的总量也在不断增加。水路航道不
断加载的趋势,使得一旦出现船只相擅并沉没的险
情时,如何快速、安全、有效的对沉船进行打捞,从而
最大限度的降低由此所造成的损失,成为了当务之
急。在沉船打捞技术中,如何在沉船底下穿钢丝就
是一项关键的技术。本文针对这种现状.提出利用
定向钻进行穿绳的设想,通过对几种不同发方案之
间的分析比较,从中选出最为经济、可行的实施方
案。并对其一些关键技术进行简单的研究说明。
1 定向钻基本工作厦曩
定向钻是一种非开挖设备,它是通过调节钻头
上的斜面位置,配合钻杆的推压、旋转便可以在地下
钻出预定的孔道;再经过反复拖拉、扩孔,而使孔径
达到预定的要求,然后将管线拖人,完成管线铺设的
任务。
定向钻的基本工作原理为:由液压系统提供的
静压力通过钻杆作用在钻头上,当推进力大于土壤
作用在钻头和钻杆表面的阻力时,便可以挤压土壤
在地下成孔。为减小定向钻机所受到的阻力,将钻
头做成特定的形状,同时从钻头和钻杆上的喷嘴中
喷出润滑液来疏松和固定土壤,所以定向钻可以完
成100米以上的地下穿孔作业。由于定向钻石钻头
有一个非对称的斜面,它使得钻头所受的合力是与
钻杆垂直的。因此,当钻头斜面向下而钻杆只推进
不旋转时,钻头将带动钻杆向上偏移;而当钻杆带动
钻头高速旋转时,醇干垂直方向的力相互抵消,所以
钻机将直线前进(如图1所示)。这就是定向钻能够
进行曲线施工的基本条件。同时,在定向钻石钻头
中装有斜面位置传感器和信号发射器,操作人员通
过接收器便能够随时知道斜面的倾角和钻头的实际
深度,便于进行曲线运行。
由于定向钻特殊的工作方式和作业环境,使其
具有如下特点:
1)钻头有斜面,内有传感器和发射器,可将其
在地下的运行轨迹和斜面转角发送给地面的接收
器,从而确定是否要对其轨迹进行修正;
2)地面进.地面出,无髂工作坑;
3)通过液压系统在接杆后部输出推进力和旋
转所需的扭矩,以实现旋转和进给两方面的要求;
4)接杆作业简单方便(有自动接杆和手动接杆
两种方案);
5)施工距离长,小型定向钻也可连续施工达
100米以上;
6)可曲线运行,最小半径可达R~I2m.一般R
≈ 30m。
定向钻在陆地上施工的技术已相当成熟,但要
将其运用于其它的领域,如水下穿孔作业.却是一个
崭新的课题。
图1 定向钻轨迹改变稃服理
2 可行性方案的分析研究
通过对定向钻的特点和工作环境的分析,用标
准定向钻机进行水下作业堆度较大,但对其进行关
键技术的改造后,完成水下打捞时穿钢丝绳的任务
还是有相当可能性的。其原因有以下几点:
1)定向钻的钻头可直线运行,更可以曲线运
行,这符合水下穿孔的工作要求;
2)定向钻的穿孔距离较长,一般在100米以
上,符合穿孔距离要求;
3)定向钻是采用液压传动,在水下密封作业