我國水平定向鉆機產(chǎn)品的開發(fā)尚處于中小規(guī)模發(fā)展的階段。無論從今后國內(nèi)外市場需求還是從國家環(huán)境保護(hù)政策來看,水平定向鉆機的市場前景都是令人鼓舞的,預(yù)計未來幾年將處于急速發(fā)展的上升時期。
國外水平定向鉆機正朝著大型化、微型化、機械自動化(自備式錨固系統(tǒng)、鉆桿自動堆放與提取、鉆桿連接自動潤滑、防觸電系統(tǒng)等自動化作業(yè)功能)、硬巖層作業(yè)、超長度和深度導(dǎo)向監(jiān)控鉆進(jìn)等趨勢發(fā)展。
在超長距離水平定向鉆穿越中,導(dǎo)向孔鉆進(jìn)到一定距離時,鉆桿過長,在地層中會形成“S”形彎曲,導(dǎo)致鉆機向前推進(jìn)力的傳遞困難同時,會出現(xiàn)鉆頭所走軌跡在設(shè)計曲線上會難以控制,在造斜階段抬頭困難等情況。傳統(tǒng)的水平定向鉆的施工工藝和設(shè)備機具已經(jīng)不能滿足施工要求,因此解決超長距離水平定向鉆穿越是目前水平定向鉆設(shè)備和機具發(fā)展的重點趨勢。
在超長距離的穿越施工過程中,比較先進(jìn)的是采用對穿的施工工藝。采用兩臺鉆機分別從設(shè)計入、出土點鉆導(dǎo)向孔,在中間合適位置對接,可解決傳統(tǒng)工藝(一臺水平定向鉆機鉆導(dǎo)向孔)帶來的風(fēng)險和弊端,傳統(tǒng)工藝會產(chǎn)生長距離穿越時,導(dǎo)向孔不易控制,有時需反復(fù)調(diào)整,且泥漿壓力偏高,易造成冒漿等問題。
在對穿工藝中,難度最大最重要的是導(dǎo)向孔的對接。導(dǎo)向孔的對接穿越工藝有如下優(yōu)點:
穿越距離長:特別是穿越長度在2000m以上,單方向穿越難度大的工程;穿越精度高:入(出)土點誤差幾乎為零;穿越安全性強:對接穿越原理是主鉆機側(cè)的鉆頭找到輔助施工鉆機側(cè)的鉆頭后,在鉆好的孔內(nèi)跟隨輔助施工鉆頭出土,這樣避免了單次穿越鉆桿長距離受力發(fā)生彎曲變形從而易斷裂現(xiàn)象,提高了施工安全系數(shù)。
與發(fā)達(dá)國家相比,我國非開挖技術(shù)的推廣應(yīng)用還遠(yuǎn)未達(dá)到應(yīng)有的水平。從設(shè)備的保有量來看,以水平定向鉆機市場為例,美國2006年新增鉆機預(yù)計達(dá)1825 臺,水平定向鉆機的保有量達(dá)到24032臺,而我國2006年的保有量是2852臺,美國是我國的8.5倍。因此,對我國而言,目前的非開挖市場還僅僅是一個初級市場,發(fā)展空間極大。