Nguyên tắc làm việc của khoan hướng ngang là gì?

Kịch bản xây dựng và phương pháp truyền thống

Đầu tiên, hãy tưởng tượng một kịch bản như vậy: giả sử có một dòng sông rộng trước mặt bạn, và một đường ống nước thải cần phải được đặt trên sông đến bờ đối diện. Nếu phương pháp xây dựng truyền thống đào rãnh hoặc đường hầm trên mặt đất được áp dụng, nó sẽ không chỉ liên quan đến một lượng lớn công việc kỹ thuật và mất nhiều thời gian, mà còn gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho môi trường xung quanh. Đặc biệt là trong một thành phố đông đúc, một phương pháp xây dựng như vậy cũng sẽ gây tắc nghẽn giao thông và mang lại nhiều sự bất tiện cho cuộc sống của công dân. Vì vậy, có một phương pháp xây dựng có thể hoàn thành việc đặt đường ống và tránh những vấn đề này? Câu trả lời là Khoan hướng ngang.

Tổng quan

Khoan hướng ngang, còn được gọi là máy phun ống, là một thiết bị xây dựng hiện đại tích hợp nhiều công nghệ như máy móc, thủy lực, điện và điều khiển tự động. Nguyên tắc làm việc của nó là đơn giản và khéo léo. Bằng cách khoan một lỗ có cùng kích thước với đường ống ở một độ sâu nhất định bên dưới mặt đất, sau đó kéo đường ống vào lỗ, việc đặt đường ống được thực hiện. Các nhân viên xây dựng sẽ chọn một điểm khoan bắt đầu phù hợp, thường nằm gần điểm bắt đầu nơi đường ống cần phải được đặt. Một hố bùn sẽ được thiết lập bên cạnh điểm khoan bắt đầu để lưu trữ bùn chảy trở lại trong quá trình khoan. Bùn đóng một vai trò quan trọng trong quá trình khoan. Nó không chỉ có thể làm mát mũi khoan và vít, mà còn mang đất và các mảnh đá khai quật trở lại mặt đất. Phần chính của máy khoan hướng ngang là một máy có bánh xe hoặc loại bánh xích. Nó có thể chọn một phương pháp lái xe phù hợp theo các điều kiện cụ thể của công trường. Nếu có cực điện, nó sẽ được kết nối với điện; Nếu không, một máy phát phải được sử dụng. Máy của máy khoan hướng ngang được trang bị hệ thống thủy lực bên trong, có thể tạo ra lực kéo mạnh để kéo ống khoan và đường ống.

Khoan

Một mũi khoan được thực hiện đặc biệt được lắp đặt ở đầu trước của ống khoan. Các loại và vật liệu khác nhau của mũi khoan này sẽ được chọn theo các điều kiện địa chất khác nhau. Ống khoan là một thành phần quan trọng của mũi khoan hướng ngang. Nó được kết nối bởi các phần của ốc vít. Cả hai đầu của mỗi phần của vít được luồn để tạo điều kiện kết nối lẫn nhau. Trong quá trình khoan, ống khoan sẽ được gửi theo từng phần cho đến khi đạt được độ sâu xác định trước. Bạn có thể nhận thấy một điểm khó hiểu ở đây - ống khoan thẳng, nhưng đường khoan có thể bị cong. Vậy làm thế nào để khoan cong đạt được? Trên thực tế, chìa khóa cho vấn đề này nằm ở hình dạng của mũi khoan và thiết bị hướng dẫn và định vị. Phần trước của mũi khoan không hoàn toàn thẳng, nhưng có một chút uốn cong. Khi cần rẽ, người vận hành sẽ dừng vòng quay của mũi khoan và sau đó thay đổi hướng của mũi khoan bằng cách điều chỉnh thiết bị hướng dẫn và định vị. Thiết bị hướng dẫn và định vị có thể có được vị trí của thông tin mũi khoan và đất trong thời gian thực và gửi tín hiệu. Các nhân viên mặt đất giữ một người nhận và có thể biết rõ tình hình ngầm bằng cách làm theo các tín hiệu nhận được. Sau đó, người vận hành sửa hướng của khoan bit Bằng cách điều chỉnh thiết bị hướng dẫn và định vị theo thông tin nhận được để làm cho nó di chuyển dọc theo đường dẫn được xác định trước. Trong quá trình khoan, dòng nước áp suất cao sẽ liên tục rửa sạch đất và đá để tạo thành lỗ khoan. Đồng thời, dưới áp lực, bùn chảy trở lại lối vào dọc theo lỗ chân lông. Bùn được bơm vào bể trầm tích trên bằng bơm hút. Trong bể lắng, sau khi bùn được kết tủa và tách ra, nước sạch sẽ được bơm trở lại vào vít một lần nữa để tạo thành một hệ thống lưu thông nước áp suất cao. Hệ thống này không chỉ đảm bảo tiến trình trơn tru của quá trình khoan, mà còn làm giảm hiệu quả tác động đến môi trường.

Ream và đặt đường ống

Sau khoan bit khoan ra Mặt đất dọc theo con đường định trước, công việc tiếp theo là kéo đường ống vào lỗ. Trước đó, cần phải thực hiện, vì vít quá mỏng và lỗ khoan không thể phù hợp với đường ống. Tại thời điểm này, người vận hành sẽ tháo ốc vít bằng mũi khoan và thay thế nó bằng một đầu dò có đường kính gần giống như đường ống. Đầu đuôi của bộ điều khiển được kết nối với đường ống và vít tiếp tục bị máy kéo lại. Trong quá trình kéo, máy chạy bộ sẽ liên tục mở rộng đường kính của lỗ khoan để đường ống có thể vượt qua trơn tru. Tuy nhiên, khi đường ống phát triển và trọng lượng của nó tăng lên, lực kéo của máy có thể không thể kéo nó vào lỗ. Tại thời điểm này, người vận hành sẽ gắn một bộ đẩy thủy lực vào đầu kia của đường ống. Máy đẩy này có thể tạo ra lực đẩy lên tới 750 tấn bằng cách kẹp đường ống bằng vòng cao su. Dưới hành động kết hợp của máy đẩy và lực kéo, đường ống cuối cùng được kéo vào lỗ một cách trơn tru, hoàn thành công việc đặt.

Nhà đầu tư và ứng dụng

Thiên tài đã phát minh ra Máy khoan hướng ngang là Martin Cherrington. Ông đã lấy cảm hứng từ việc khoan định hướng trong các mỏ dầu vào những năm 1970 và áp dụng nó vào thủng dưới lòng đất của các đường ống. Nhà phát minh này đã áp dụng phương pháp xây dựng của khoan định hướng ngang, các dòng sông băng qua để đặt cáp, cáp quang, các đường ống ngầm khác nhau và cũng có thể được sử dụng trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng như đường cao tốc và đường sắt. Sự xuất hiện của nó không chỉ giải quyết nhiều vấn đề do các phương pháp xây dựng truyền thống mang lại, mà còn cải thiện đáng kể hiệu quả và chất lượng xây dựng.