长距离水平定向钻回拖力的预测及分析

管道回拖是水平定向钻进技术中重要的一环,回拖力预测可为穿越工程设计、钻机型号选择、管道在施工中的稳定性评价、回拖减阻工艺制定等关键环节提供依据。本文选取4个国内外权威机构或国家标准所提供的回拖力计算方法,并在已有计算公式的基础上分析回拖力组成,考虑弯曲段绞盘效应、孔外管道与地面摩擦阻力、钻杆及扩孔器阻力,提出新的计算方法。并将规范及本文方法计算结果与实际所测回拖力进行比较分析,分析表明本文提出的方法精确度满足工程要求,且适用于“二接一”回拖工况,可供工程设计人员参考。

水平定向钻回拖载荷预测模型

从弹性力学与非牛顿流体力学的角度出发,研究了与回拖载荷相关的变量,着重分析了回拖阻力的3个组成部分(管道质量及其引起的管土摩擦力、弯曲段阻力效应引起的阻力与泥浆拖曳阻力)的计算方法,三者求和并根据静力平衡条件可得回拖载荷。3项阻力在回拖载荷中均占有较高的贡献权重,且贡献权重在回拖过程中呈现动态变化。泥浆拖曳阻力是回拖阻力的重要组成部分,将其纳入可更准确地预测回拖载荷的动态特性。根据搜集的HDD安装试验数据,对预测模型进行实例验证,预测结果与试验数据之间良好的一致性表明所提方法的正确性。