非开挖工程磁靶定位系统

为了解决非开挖工程钻井轨迹的高精度测量与控制难题,设计了一种磁靶定位系统。该定位系统的十字交叉磁靶通2 Hz交流电后,会在磁靶周围空间形成特定规律的旋转磁场分布。通过钻头位置的微弱动态磁场检测系统可测量该旋转磁场在3个正交方向磁场的分布,利用旋转磁场的轴对称特性,将近钻头三维旋转磁场转化为二维场,根据测量到的磁场矢量与场源空间位置的关系,实现钻头与微弱动态磁场采集系统之间的精确定位。地面测试结果表明:当电流为5 A时,空间场点与螺线管距离100 m处的磁场幅值可达1.53 nT,距离10~110 m范围测量误差均小于2%;在横向距离±30 m范围内相对方位测量误差小于2%;当相对方位夹角达到29.74°后,方位测量将失真,不能用于现场施工作业。研究结果对于油气管道穿越非开挖工程出土点的精确设计具有指导意义。

供水管道水平定向钻穿越航道关键技术研究——以闽江水平定向钻穿越工程为例

为解决福州市琅岐岛供水不足问题而建设的塘坂引水工程琅岐支线(马尾段)供水管道,横跨穿越闽江航道,该管道内径为1 200 mm,长度为1 934 m,管材采用Q345B钢管。为减少该工程施工对现有地面设施的破坏并保证闽江主航路畅通,采用水平定向钻穿越施工法进行施工。本工程穿越地层为岩石与淤泥质黏土软硬交替地层,采用我国自主研发的新型2 000 t级电驱动水平定向钻机,应用新型的KY-100水平定向钻磁靶导向定位系统,并采用国际先进的双钻机对接穿越施工工艺,确保工程顺利实施;同时为了克服该工程穿越地层复杂、人工磁场铺设困难、穿越距离长、入出土点易冒浆等一系列工程技术难题,采取了双层套管、壁钩打捞及套洗钻具解卡等技术手段对钻杆弯曲、断裂等孔内事故进行了处理,提高了施工工效,减小了定向钻施工对地面设施和环境的影响。该相关技术经验可为类似工程的安全施工提供数据和技术支撑。