水平定向钻机常见故障及排除方法

一、前言

随着市政工程、通信、电力、天然气管道等基础设施建设的不断发展，水平定向钻机（Horizontal Directional Drilling, HDD）在非开挖施工领域的应用越来越广泛。它以不破坏地面结构的方式，实现地下管线的穿越施工，大大地减少了对交通、环境和市容的影响。

然而，在实际施工过程中，由于地质复杂、操作不当、设备老化或维护不及时等原因，水平定向钻机会出现各种故障。如果不能及时发现并处理，不仅会延误工期，还可能引发安全事故或增加维修成本。

本文将详细介绍HDD施工过程中常见的几类故障及其排查与处理方法，供相关工程技术人员参考。

二、常见故障分类

水平定向钻机的故障大致可分为以下几类：

动力系统故障

液压系统故障

导向系统故障

钻杆/钻头相关故障

泥浆系统故障

电气系统故障

回扩与回拖故障

下面逐一进行详细分析。

三、各类故障详解与排除方法

1. 动力系统故障

常见问题：

发动机无法启动

功率不足，负载时熄火

油耗异常高

发动机过热

可能原因：

蓄电池亏电或损坏

柴油滤清器堵塞

燃油系统有空气

散热器堵塞或风扇故障

排查与处理：

检查电瓶电压，必要时更换或充电

更换柴油滤清器，排除水和杂质

检查燃油管路连接是否漏气，放气重启

清理散热器，检查冷却液是否充足

检查发动机机油压力，必要时更换机油或润滑件

2. 液压系统故障

常见问题：

液压油温过高

操作杆无响应

推拉力不足

液压马达运转异常

可能原因：

液压油污染或老化

油泵或分配阀磨损

管路漏油或堵塞

液压滤芯堵塞

排查与处理：

检查油液颜色与黏度，定期更换液压油

更换液压滤芯，清洗油箱

检查液压泵和阀体动作是否灵敏

紧固所有液压接头，更换破损油管

3. 导向系统故障

常见问题：

导向信号丢失

显示偏离严重

方向无法调整

可能原因：

导向探头电池电量不足

信号干扰（地下管线、金属、岩层等）

导向系统失准或校准错误

排查与处理：

更换导向仪电池，检查是否防水

避免信号干扰源，如高压线或金属管道

校准导向系统，检查仪器是否损坏

使用双频或陀螺导向系统提高精度

4. 钻杆/钻头相关故障

常见问题：

钻杆卡死或断裂

钻头损坏或磨损严重

接头漏泥

可能原因：

操作角度过大，地层过硬

钻杆质量差或疲劳使用

安装不当导致螺纹磨损

排查与处理：

严格控制钻进角度，避免急转弯

定期检查钻杆连接状态，使用扭矩扳手安装

采用高强度耐磨钻头，根据地质选型

回扩时注意速度与推力控制，避免卡钻

5. 泥浆系统故障

常见问题：

泥浆泵不上压

泥浆流动不畅

钻孔内坍塌或塌孔

可能原因：

泥浆泵损坏或密封不严

泥浆配比不当，黏度不足

管路堵塞或滤网被杂物堵死

排查与处理：

检查泥浆泵活塞、密封圈是否磨损

合理配制泥浆（膨润土、CMC等添加剂）

清洗泥浆管道与滤网，检查是否有沉砂

地层松软时适当提高泥浆密度以稳定孔壁

6. 电气系统故障

常见问题：

控制面板失灵

电机不工作

报警灯常亮

可能原因：

电缆老化或接触不良

控制器或继电器损坏

保险丝熔断或线路短路

排查与处理：

使用万用表检测电压、电阻等

更换老化电缆，清理端子锈蚀

检查PLC模块，重新加载程序或更换硬件

查看报警代码，按手册逐项排查

7. 回扩与回拖故障

常见问题：

管道拉不动

回扩器卡住

回拖管道破裂

可能原因：

回扩直径设计过大

回拖速度过快或泥浆润滑不足

回拖路径偏移或地层变化

排查与处理：

控制合理回扩比（一般回扩比不超过1.3~1.5倍）

增加泥浆泵压，确保管道周围有充分润滑

检查管道材质，必要时采用PE或钢管抗拉强度高的材质

避免回拖过程中的断续停止，以免粘结

四、预防性维护建议

为减少故障率，建议采取以下维护策略：

项目 周期建议 内容

发动机保养 每250小时 更换机油、机滤，检查冷却液

液压系统保养 每500小时 更换液压油及滤芯

泥浆系统清理 每日 检查管路堵塞，清洗滤网

导向仪校准 每次施工前 校准方向及角度

钻杆检查 每次使用前后 查看是否有裂纹、接头磨损

电气系统检测 每周一次 检查电缆连接，控制箱防水性

五、结语

水平定向钻机作为一种环保的非开挖设备，在现代市政工程和基础设施建设中扮演着重要角色。但与此同时，其系统复杂、工况多变，一旦发生故障，将影响整个施工进度。

因此，操作人员须熟悉常见故障现象及其成因，掌握正确的排除方法，并加强日常维护保养工作，才能保障施工顺利、安全地进行。