管道在水平定向钻施工及服役期的力学响应分析

水平定向钻穿越管道在施工及服役期的力学响应受到多种因素的影响,现有理论和计算方法均在很大程度上受限于经验修正参数的选择。基于现场实测数据,通过有限元数值模拟对钢管在水平定向钻施工回拖过程中的受力变形及在外部压力作用下的结构稳定性进行研究。模拟结果表明:在回拖过程中,钢管在出土端的Mises应力和纵向弯矩明显大于入土端;在钻孔的弯曲段,钢管的Mises应力和纵向弯矩均随着弯曲段曲率半径的减小而增大;当钢管在外部压力作用下发生结构屈曲失稳时,塑性应变主要集中在管道的顶部、底部及两侧位置处,其所能承受的外部压力随着管道壁厚的增大而增大,随着直径的增大而减小。

水平定向钻法穿越对既有城市主干给水管的影响分析

作为城市生命线重要组成部分的城市主干给水管的安全影响着城市的正常运行,在工程建设中需要对其加以严格保护。新建电力管工程位于既有DN1800 mm城市主干给水管下方,并与其呈81°空间交汇,上下净距11.80 m。新建电力管采用水平定向钻法穿越,为确保既有给水管安全,采用有限元分析了穿越施工对管线的影响,在施工全过程对管道及管侧土体进行了监测,实测数据与有限元分析结果较为吻合,表明该施工方法是安全可行的。

定向钻穿越钻井液工艺技术研究

定向钻穿越钻井液可为定向钻穿越施工平衡地层压力、冷却钻头等提供技术保障,本文以青岗坪煤矿排水管线工程项目为案例,针对其穿越的粉质粘土层地质条件,对定向钻穿越钻井液工艺技术进行研究。首先,分析了项目区域的水文地质和工程地质条件,并对钻井液的密度和粘度进行了测定和分析;其次,对钻井液的净化处理工艺进行了分析,采用振动筛、除泥器等机械设备,建立起系统化的钻井液净化系统;最后,对定向钻穿越钻井液外加添加剂性能进行了对比分析,为增粘型钻井液和解卡型钻井液的选择提供了参考依据。

大纵坡大埋深长距离管道定向钻钻孔机械选型与优化研究

本文结合青岗坪项目工程难点,明确了机械选型的重要性,从钻机、导向仪器、钻杆组合等方面提出了具体的选型优化策略,选择大扭矩、长行程的XZ8600钻机,可以满足岩石地层钻进需求,选用高精度、抗干扰能力强的导向仪器,确保长距离导向精度。采用“粗-细”搭配的钻杆组合方案,降低钻具重量和摩擦阻力,提高钻进效率和轨迹控制能力。为保证孔壁稳定和管道顺利回拖,论文提出了“4级扩孔+2级洗孔”的方案,并详细阐述了每级扩孔的工具选择和操作要点,同时,建立了考虑多种因素的力学分析模型,为泥浆参数选择、回拖工具组合和回拖工艺制定提供了理论依据。

基于水平定向钻的城市燃气管道施工技术研究

由于城市燃气管道施工空间有限,因此施工难度较大,且施工过程会对城市道路基础产生很大的影响。基于此,文章提出基于水平定向钻的城市燃气管道施工技术。该技术通过水平定向钻施工准备、水平定向钻进、导向孔扩孔和管线回拖敷设,成功完成基于水平定向钻的城市燃气管道施工,在城市燃气管道工程领域具有良好的应用前景。

水平定向钻施工技术在水利工程中的应用

结合唐山市滦河下游输水干渠西延工程,深入研究了水平定向钻的关键施工技术,包括钻孔曲线设计、扩孔施工、管线焊接与防腐、管线焊缝检测、管线检验等多个方面,同时提出了相应的施工质量控制措施。通过对水平定向钻施工技术在水利工程中的应用进行深入研究,结合水平定向钻施工技术的环保、高效、减少对地表和环境破坏等优势,建议在复杂地质条件和环境敏感区域广泛采用该技术进行管道铺设和水利设施建设。

城市地下管道定向钻施工技术的优化策略

随着城市化进程的不断推进,地下管道的建设需求日益增长,传统的开挖施工方式已无法适应复杂的城市环境。定向钻施工技术由于在地下施工中具备较高的精确性,受到了广泛关注,并成为推进城市化进程的重要手段施工方式。基于此,本文重点探讨了城市地下管道定向钻施工技术的现状与面临的挑战,着重分析导向精度、回拖阻力、地质适应性以及安全风险等问题,并提出相应的优化策略。通过应用高精度测量设备、优化泥浆性能、进行地质勘察以及改进钻头等措施,能够有效提高施工的高效性与安全性。

定向钻钻具姿态测量系统误差补偿方法研究

定向钻钻具姿态测量精度会受多种误差因素影响,本文针对该系统中加速度计、陀螺仪和磁力计的确定性误差、随机漂移误差以及温度误差,提出相应的补偿方法,构建了随机漂移的数据融合算法,通过精确的姿态测量和实时的轨迹监测,有效提高了姿态测量精度,可为青岗坪煤矿排水管线工程顺利实施提供保障,希望可以为国内同类项目提供经验借鉴。

煤矿地质防治水中定向钻技术的研究

随着我国现代化进程的推进,煤炭资源已成为人民生活中不可或缺的能源之一,在经济建设和社会发展中扮演着重要角色。它支撑着我国可持续发展战略的实施。然而,随着煤炭开采规模的扩大,矿井水害问题日益凸显。为解决煤矿地质防治水问题,本文深入研究了定向钻进技术,并对其在煤矿地质防治水方面的应用及优势进行了试验与探讨。

长输天然气管道山区地段定向钻穿越岩土工程勘察与施工技术优化

随着能源需求的不断增长,长输天然气管道的建设日益重要。在山区地段的管道建设中,定向钻穿越技术因其对环境的低影响、高效率以及适应复杂地质条件的能力而被广泛应用。然而,山区地段的定向钻穿越施工面临着诸多挑战,如地形崎岖、地质条件复杂、穿越距离长等。因此,对岩土工程勘察与施工技术的优化显得尤为关键。通过科学的勘察和精细的施工,可以保障定向钻穿越的稳定、高效和环保,为长输天然气管道的建设提供有力保障。

定向钻穿越岩溶地层的溶洞探测和应对措施的探讨

定向钻穿越作为管道非开挖穿越敷设的主要方式,具备环境影响小、工程地质适应性强、建设工期短、造价经济等优点。然而岩溶地貌的穿越工程对定向钻穿越技术的应用造成了较大的影响。本文主要从穿越地层岩溶的分类、探测和穿越应对措施等方面进行阐述。

水平定向钻孔水压致裂地应力测量数值模拟分析

为解决水平钻孔水压致裂法在地应力测量中计算原理不明确的问题,以天山胜利隧道水平定向钻勘察项目为依托,首先构建基于原生裂隙法与多孔交汇法的水平孔围岩三维应力状态理论模型,并探讨其控制边界条件及计算方法;然后,通过与室内物理模型试验数据进行对比分析,验证理论模型的合理性;最后,构建水平孔水压致裂法地应力测量有限元模型,通过对比数值模拟、理论计算和室内试验结果,验证该有限元模型建模方法的可行性。结果表明:1)理论模型计算结果与室内物理模型试验记录数据接近,最大误差为6.8%,说明结合原生裂隙法与多孔交汇法构建的水平孔围岩应力状态理论模型可以适用于基于水平定向钻勘察的水压致裂法地应力计算;2)数值模拟结果与试验记录数据接近,最大误差为9.51%,说明采用Abaqus扩展有限元法(XFEM)结合嵌入式Cohesive单元的方法能够合理模拟真实水平孔水压致裂测量地应力的过程;3)理论模型计算结果与数值模拟结果的一致性较好,最大误差在允许范围内,验证了理论模型与有限元模拟方法的正确性、准确性和可靠性。

水平定向钻穿越水敏性地层冒浆预测及防控

非开挖水平定向钻穿越施工中,孔内压力过高会造成地表隆起冒浆事故,严重污染周围环境,造成重大经济损失。以福州市塘坂引水工程供水管道水平定向钻穿越项目为例,考虑工程水敏性软化造浆地层,基于Mohr-Coulomb准则构建了针对水敏弱膨胀地层的孔内最大允许泥浆压力计算模型,并通过现场位移监测数据验证了模型的正确性;随后通过现场应用校验了非开挖水平定向钻穿越水敏弱膨胀地层的冒浆防控技术可靠性。研究结果表明:所推导的计算模型比现有其他孔内允许泥浆压力预测模型更加适用于水敏性软化造浆地层;水平定向钻穿越冒浆防控技术应以孔内泥浆压力控制为主,结合泥浆技术、工艺优化防止憋压,最后辅以局部薄弱点加强、定向控制冒浆等手段进一步加强冒浆预防措施,保障施工安全。

海对海水平定向钻跨越航道铺设海底管道施工工艺研究

本文以跨越航道铺设海底管道为研究对象,介绍了采用海对海水平定向钻技术实现不占用航道的穿越地层式海底管道铺设施工。通过阐述施工原理、施工设计标准和施工工艺流程,详细描述了海对海水平定向钻跨越航道铺设海底管道的施工步骤和注意事项,并分析了此方案的主要优势。

非开挖水平定向钻拉管施工技术的应用

非开挖水平定向钻拉管施工技术相较于开槽埋管主要优势在于穿越障碍物,且施工周期更短,随着信息化时代发展,该项技术愈演愈烈。主要针对拉管施工中各工序以及要点作了分析总结,就导向轨迹作了重点分析并推导了“斜直线-曲线-直线-曲线-斜直线”钻孔轨迹入土点距障碍物的长度以及入土角角度的关系,为施工现场提供了丰富的参考资源。

水平定向钻成套施工技术在属南水库除险加固工程中的应用

小型水库受当时技术约束,普遍存在原老旧底涵渗透严重,影响水库的安全运行,需重新修筑输水涵洞,当前处理方法有顶管施工、钻爆法开挖、大坝朝天开口、虹吸管等,但这些方法存在对大坝坝体扰动大、工期长、成本高及难以把握火工材料的安全使用及管理等缺点。针对这些方法存在的缺点及适用条件,湖南省水利水电施工有限公司通过引进水平定向钻机,解决了新建输水隧洞现有施工方法对坝体扰动大、工期长、成本高等问题。

矿用定向钻轨迹测量装置误差分析与校准方法

定向钻技术是当前井下钻探的主流趋势,中大型煤矿往往会根据矿井安全生产需要分批购置不同厂家的钻机或随钻轨迹测量装置,新的随钻测量装置的精度评估与校准是煤矿使用单位面临的技术难题。本文以已有使用较为精准的测量装置为基准,采用钻孔复测的方法,对新测量装置进行评估与校准,取得了良好的效果,同时对磁偏角变化引起的测量精度问题进行了探讨。

定向钻穿越对堤防渗流场影响及治理对策研究

以某市地表水厂配水管道穿越堤防为研究对象,利用水工结构有限元分析系统(AutoBANK v7.7),建立管道穿越堤防数值模拟。通过在定向钻穿堤管道出土点基坑处沿管道布置截渗环,分析截渗环对堤防的渗流场影响及穿越后压密注浆的检测分析效果。研究结果可以对管网穿越工程的设计、施工以及其他行业管道的规划、建设和施工提供重要的技术支撑和参考。

定向钻在天台抽水蓄能电站工程长斜井施工中的应用

以天台抽水蓄能电站工程大倾角480 m级斜井为例,对其定向先导孔施工布置、方位校核、轨迹控制、纠偏控斜措施、卡钻处理及贯通成果进行分析总结,结果表明,贯通实际偏斜控制为0.028%,最大狗腿度0.66°/30 m。相关成果补充了国内480 m级超长斜井定向先导孔施工案例,对后续超长斜井定向钻施工具有借鉴作用。

底拖与定向钻组合技术在海底输水管道铺设中的应用及优化

为保障输水管道在海底铺设过程中可以顺利实施,以洞头陆域引调水工程一期大门岛至鹿西岛海底铺管为例,针对该工程中管道铺设距离长、埋深深度不一、通航条件较为复杂、铺设区存在各类海底光(电)缆等问题,采用底拖与定向钻组合的施工工艺进行海底铺管,在通航影响范围以外使用底拖法铺管,在通航区域内采用定向钻工艺进行海底铺管,本工艺可提高海底管道铺设的效率与安全。同时,对管道配重工序进行工艺优化,通过比选最终选定以增加管道壁厚为本工程的配重方案,既提高了管道的耐腐蚀性能,施工成本也得到了有效的控制。