行孙的DDW-150、连云港黄海的FDP-15、深圳钻通的ZT-15、徐工集团的ZD1245等。其国内外动力头性能参数对比见表4 ：从上面的动力头的性能参数对比来看，国内动力头在推拉力、旋转扭矩、转速及泥浆通流量等参数基本相同，国外各厂家为了适应不一样的用户市场，主要参数各有所差别，有的侧重于大的旋转扭矩，有的侧重于大的推拉力。一般而言，最大输出扭矩的多少决定了钻机扩孔能力的大小，最大拉力的大小决定了拖拉管道的长度。事实上如果扩孔质量好，钻机不需要很大的拉力就能将管线拉动。还应清楚动力头采用的中、低速液压马达驱动，驱动方式；目前主要有三种：选用通孔式低速大扭矩马达直接驱动，泥浆直接从中间通孔输入，输出轴直接连接钻具。此种方式受液压马达的限制，仅限于小型钻机中应用；选用低速大扭矩液压马达经齿轮箱驱动，根据回转扭矩的需要能由一个液压马达驱动，也可以由两个、甚至是三个液压马达驱动。液压马达可以在齿轮箱的前后对称，也可以环绕输出轴成环形或扇形布置。马达有选用法国波克兰公司的径向柱塞马达，如CASE、威猛的钻机；由于摆线马达价格较低，国内厂家多选用摆线钻进导向仪

  定向钻进导向仪：该装置是一套完整的信息系统。它包括智能型的无线抗干扰双频探头或有线探头发射装置，手提液晶显示仪及远距离同步显示器，探测深度一般为10~16M，可连续显示钻头的深度、面向角、温度，电池状况等信号。以保证施工的顺利完成。

  地下管线探测仪(探地雷达)；地下管线探测仪是一种重要的辅助探测设备，它由一台发射机和一台接收机构成。用于探测工作区内的地下管线分布情况，为用户设计钻进轨迹提供重要的参考是依据。目前，国内外普遍采用的探测方式有：激光、GPS、超声波、CT(X光断层扫描)、CCTV同轴电缆可视化检测、陀螺仪等。进口探测仪采用了双水平线圈和垂直线圈电磁技术、以超声波的形式对地下管线进行断层扫描，根据多点探测结果可立体地绘制出地下管线电气系统与液压系统

  液压系统的先进性与可靠性：关键件选用国外先进、可靠的液压元件，以确保液压系统的可靠性。水平定向钻的电气系统大致上可以分为：发动机部分、油门控制、泥浆泵控制、自动润滑控制、地面行走控制、虎钳控制、钻杆的自动装卸控制、自动钻进控制、动力头双速控制、

  钻机的故障诊断功能、防高压电保护、钻进监控等几个部分。电器件一般由左控制台、右控制台、继电器箱、辅助控制台、设置控制台、行走控制盒、备用控制盒组成。

  1)中小型定向钻机多采用橡胶履带底盘，具有自行走功能，减小对人行道和草坪的损坏。带钻杆自动装卸装置，可方便地装卸钻杆，减轻操作者的劳动强度，提升工作效率；大型钻机带随车吊，便于吊装钻杆；

  2)系列化程度高，从2T到600T，适合不同口径和长度，各类地层的施工；具有多种硬岩施工方法，如泥浆马达、顶部冲击、双管钻进，能进行软、硬岩层的施工。

  齿轮箱一般需一级齿轮减速。此种方式应用较普遍；液压马达通过减速机再经齿轮减速箱驱动。液压马达为高速马达，可以是一个或两个，减速机选用行星齿轮减速机。齿轮箱一般需两级齿轮减速。由于高速马达、行星减速机很成熟，二者结合使动力头的转速范围更宽，且其价格和低速大扭矩方案差不多，径向尺寸相对较小。

  6)先进的钻进规划设计软件：如VERMEER公司的ATLAS BORE PLANNER软件和美国十方公司的DRILLSMART软件等，专为HDD(水平定向钻进)施工而开发，可根据施工要求和资料，模拟生成设计施工路线和报告。

  机械厂、北京土行孙非挖技术有限公司生产的DDW80、DDW100、DDW200系列水平定向钻、中联重科、深圳钻通公司生产的ZT10，ZT12、ZT15、ZT20系列水平定向钻。在以上的国内钻机中目前以徐工的ZD系列水平定向钻机的配备为最好，该系列新产品在国内首次采用了电液比例控制技术、机电液一体化PLC控制技术、动力头闭式回路节能、防触电报警等多项先进的技术。在钻杆自动装卸钻杆、自动锚固、自动润滑、自动钻进和回拖、触电保护等方面领先，主要技术性能指标达到了国外同种类型的产品的领先水平，在提升工作效率，安全防护，减轻劳动强度等方面居国内同类型产品的领先水平。国外的Ditch Witch公司是世界上生产非开挖定向钻机较先进的公司，具有先进的控制技术和良好的通讯设备，技术性能先进、操作性能好，目前生产的系列新产品有JT520、JT920L、JT1720M I、JT4020 MI、JT7020MI和广普型钻机JT2720AT、JT4020AT等中小型钻机。Ditch Witch的钻孔资料处理系统，可进行钻孔轨迹设计，进行有关钻孔数据的记录。其中DitchWitch公司JT27 20/JT2720M、JT4020/JT4020M型定向钻是其在我国销售的主流产品。VERMEER公司是世界上另一非开挖设备的著名生产厂商，其水平定向钻机从迷你型钻机到大型钻机有多种型号，主要有：PL8000、D7*11A、D10*15A、D16*20A、D18*22、D24*26、D24* 40、D33 *44、D40*40、D50*100、D80*120、D100*120、D150*300、D200*300、D300*500等；美国CASE公司生产的60系列五种型号，美国凯斯公司是发展水平定向钻产业较晚的公司，产品有凯斯6010、凯斯6030等型号的新型定向钻，但生产的产品性能先进，尤其是在PL C控制，自动更换钻杆等方面有其独特的先进性和优越性。其中凯斯6030型定向钻是其在我国销售的主流产品，主轴最大扭矩5423N.m，主轴三速旋转，最大进给力与回拖力均为13.6T，满载钻杆整机重量7.8T，可满足一般施工工程的需要。典型的施工工程有上海信息港工程、黄埔江工程等。另外，生产水平定向钻机的国外公司还有美国的AU GERS公司，INGERSOLL—RAND公司，德国的FLOWTEX、HUTTE公司，英国的POWERMOLE、S TEVE VICK公司，瑞士的TER RA公司，加拿大的UTILX公司和意大利的TECNIWEL L公司等。目前国外水平定向钻的产品大都具有以下几个技术特点：主轴驱动齿轮箱采取高强度钢体结构，传动扭矩大，性能可靠；全自动的钻杆装卸存取装置；大流量的泥浆供应系统和流量自动控制装置；先进的液压负载反馈，多种电气逻辑控制管理系统，高质量的PLC 电子电路系统确保长时间地工作可靠性；高强度整体式钻杆以及钻进和回拖钻具；快速锚固定位装置；先进的电子导向发射和接收系统。

  水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工机械，它大范围的应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等管线铺设施工中，它适用于沙土、粘土、卵石等地况，我国大部分非硬岩地区都可施工。工作环境和温度为-15℃~ 45℃。水平定向钻进技术是将石油工业的定向钻进技术和传统的管线施工方法结合在一起的一项施工新技术，它具有施工速度快、施工精度高、成本低等优点，大范围的应用于供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线铺设施工工程中。水平定向钻进设备，在十几年间也获得了快速的提升，成为发达国家中新兴的产业。目前其发展的新趋势正朝着大型化和微型化、适应硬岩作业、自备式锚固系统、钻杆自动堆放与提取、钻杆连接自动润滑、防触电系统等自动化作业功能、超深度导向监控、应用场景范围广等特征发展。该种设备一般适用于管径φ300~φ1200mm的钢管、PE管，最大铺管长度可达1500m，适应于软土到硬岩多种土壤条件，应用前景广阔。下面因此对水平定向钻的研究意义十分重要！

  导向定位检测与控制管理系统：导向定位检测与控制管理系统是该钻机的主要辅助作业部件，该部件采用无线或有线探头发射装置及地面接收显示装置，探测深度一般为10~15M，且可连续显示测量顶角及钻头面向角。

  钻杆柔性自动装卸装置及控制：该装置可较方便地装卸钻杆，减轻操作者的劳动强度，提升工作效率。该装置采用柔性进给装置，协调性要求比较高。需对钻杆的升降、梭臂的伸缩、动力头的位置、装卸完成的检测等功能进行逻辑控制，实现多动作间的自动切换，提高整机的机械自动化程度。

  3)液压系统采用电液比例控制技术，或负荷传感系统，液压元件采用了国际先进成熟的产品；

  4)应用先进的PLC控制和电液比例控制技术，主要实现四个方面的自动控制功能：自动钻进，自动回拖、自动锚固，和行走时的无级变速控制和转向控制，自动化程度高。

  5)作业安全和舒适，具有驾驶室，具有无线(或有线)导向控制管理系统、地下电缆与管道探测技术、防触电安全保护技术、远程控制紧急停机技术等安全措施，确保机器和人员的安全。

  水平定向钻整机主要有底盘、动力头、钻架、发动机系统、钻杆自动存取装置、钻杆自动润滑装置、虎钳、锚固装置、钻具、液压系统、电气系统及泥浆系统等部件组成。

  水平定向钻机的底盘是指机体与行路机构相连接的部件，它把机体的重量传给行路机构，并缓和地面传给机体的冲击，保证水平定向钻机行驶的平顺性和工作的稳定性，底盘是水平定向钻机的骨架，用来安装所有的总成和部件，使整机成为一个整体。水平定向钻机底盘目前的结构一般为液压驱动，刚性连接式车架，底盘最重要的包含车架及行走装置，车架为框架焊接结构，上面有发动机、油水散热器、燃油及液压油箱、操纵装置等的安装支架；底盘的行走装置最重要的包含驱动轮、导向轮、支重轮、托链轮、履带总成、履带涨紧装置及行走减速机、纵梁等组成、行走装置中左、右纵梁分别整体焊接后，与中间整体框架式车架用高强度螺栓连接成为一个整体车架。底盘的车架后端可两个蛙式支腿或两个垂直的支腿，可大大降低支腿部分重量及简化结构，水平定向钻机工作时支腿支起，增强整车的稳定性。底盘的行走减速机目前一般用进口的内藏式行星减速机(包括马达)或两点式变量马达减速机，可进口帝人或其它厂家的产品，行走时可以在一定程度上完成行走快慢双速，输出扭矩大、结构紧凑。底盘的行走装置最重要的包含履带张紧装置、橡胶履带总成、驱动轮、导向轮、支重轮及行走减速机等组成。底盘的橡胶履带有两种结构方式可选择，一可采用BRIGESTONE公司的整体式橡胶履带；二可采用BERCO公司的组合式橡胶履带的结构，二者相比前者结构相对比较简单，节距较小，车架高度较低，但后者强度高，可承受更大的载重量，损坏后可以更换，驱动轮、导向轮、支重轮、履带张紧装置都可直接配套。底盘的履带张紧装置由张紧油缸、张紧弹簧、导向轮、油杯等组成。

  按照水平定向钻机所提供的推拉力和扭矩的大小，可将定向钻机分为大、中、小型三大类。各类钻机的主要性能参数和应用场景范围见表3

  中空动力头的设计的实现：中空动力头是水平定向钻的关键作业部件，其可靠性及质量的好坏将直接影响整机的正常使用，该部件应实现钻进和输送泥浆的功能，同时要考虑齿轮的润滑，泥浆输送系统的密封等。动力头一般由低速大扭矩马达驱动减速机，由减速机驱动减速箱机构，由减速箱输出轴驱动钻杆转动，输出轴中空，输出轴一端接有旋转接头，通过旋转接头注入泥浆。另外目前在国内市场上12到15吨级的水平定向钻机，进口的主要有美国凯斯公司的6030、威猛公司的D24X40A、沟神公司的JT2720，国内厂家有北京土

  机在国内首次采用了电液比例控制技术、机电液一体化PLC控制技术、动力头闭式回路节能、防触电报警等多项先进的技术。在钻杆自动装卸钻杆、自动锚固、自动润滑、自动钻进和回拖、触电保护等方面具有创新点，主要技术性能指标达到了国外同种类型的产品的领先水平，在提升工作效率，安全防护，减轻劳动强度等方面居国内同类型产品的领先水Байду номын сангаас。为目前国内技术最先进，自动化程度最高的钻机。中国地质科学院勘探技术研究所、连云港黄海