水平定向钻工艺及施工中出现的问题关键技术

一 、使用水平定向钻机进行管线穿越施工

1、 水平定向钻穿越施工工艺:
使用水平定向钻机进行管线穿越施工,一般分为二个阶段:第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔;第二阶段是将导向孔进行扩孔,并将产品管线(一般为PE管道,光缆套管,钢管)沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中,完成管线穿越工作.
1.1 钻导向孔:

要根据穿越的地质情况,选择合适的钻头和导向板或地下泥浆马达,开动泥浆泵对准入土点进行钻进,钻头在钻机的推力作用下由钻机驱动旋转(或使用泥浆马达带
动钻头旋转)切削地层,不断前进,每钻完一根钻杆要测量一次钻头的实际位置,以便及时调整钻头的钻进方向,保证所完成的导向孔曲线符合设计要求,如此反
复,直到钻头在预定位置出土,完成整个导向孔的钻孔作业.见示意图一:钻导向孔.

钻机被安装在入土点一侧,从入土点开始,沿着设计好的线路,钻一条从入土点到出土点的曲线,作为预扩孔和回拖管线的引导曲线.
1.2 预扩孔和回拖产品管线:
一般情况下,使用小型钻机时,直经大于200毫米时,就要进行予扩孔,使用大型钻机时,当产品管线直径大于Dn350mm时,就需进行预扩孔,预扩孔的直径和次数,视具体的钻机型号和地质情况而定.

回拖产品管线时,先将扩孔工具和管线连接好,然后,开始回拖作业,并由钻机转盘带动钻杆旋转后退,进行扩孔回拖,产品管线在回拖过程中是不旋转的,由于扩
好的孔中充满泥浆,所以产品管线在扩好的孔中是处于悬浮状态,管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑,这样即减少了回拖阻力,又保护了管线防腐层,经过钻机多次预
扩孔,最终成孔直径一般比管子直径大200mm,所以不会损伤防腐层.见示意图二:预扩孔和示意图三:回拖管线.

在钻导向孔阶段,钻出的孔往往小于回拖管线的直径,为了使钻出的孔径达到回拖管线直径的1.3~1.5倍,需要用扩孔器从出土点开始向入土点将导向孔扩大至要求的直径.

地下孔经过预扩孔,达到了回拖要求之后,将钻杆、扩孔器、回拖活节和被安装管线依次连接好,从出土点开始,一边扩孔一边将管线回拖至入土点为止.
2、 水平定向钻施工的特点:
2.1 定向钻穿越施工具有不会阻碍交通,不会破坏绿地,植被,不会影响商店,医院,学校和居民的正常生活和工作秩序,解决了传统开挖施工对居民生活的干扰,对交通,环境,周边建筑物基础的破坏和不良影响.
2.2 现代化的穿越设备的穿越精度高,易于调整敷设方向和埋深,管线弧形敷设距离长,完全可以满足设计要求埋深,并且可以使管线绕过地下的障碍物.
2.3 城市管网埋深一般达到三米以下,穿越河流时,一般埋深在河床下 9—18米,所以采用水平定向钻机穿越,对周围环境没有影响,不破坏地貌和环境,适应环保的各项要求.
2.4 采用水平定向钻机穿越施工时,没有水上、水下作业,不影响江河通航,不损坏江河两侧堤坝及河床结构,施工不受季节限制,具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点.
2.5 与其它施工方法比较,进出场地速度快,施工场地可以灵活调整,尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性,并且施工占地少工程造价低, 施工速度快.
2.6 大型河流穿越时,由于管线埋在地层以下 9—18mm,地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少,所以起到自然防腐和保温的功用,可以保证管线运行时间更长.
3、 水平定向钻机系统简介:
各种规格的水平定向钻机都是由钻机系统、动力系统、控向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成,它们的结构及功能介绍如下:
3.1 钻机系统:是穿越设备钻进作业及回拖作业的主体,它由钻机主机、转盘等组成,钻机主机放置在钻机架上,用以完成钻进作业和回拖作业.转盘装在钻机主机前端,连接钻杆,并通过改变转盘转向和输出转速及扭矩大小,达到不同作业状态的要求.
3.2 动力系统:由液压动力源和发电机组成动力源是为钻机系统提供高压液压油作为钻机的动力,发电机为配套的电气设备及施工现场照明提供电力.
3.3 控向系统:控向系统是通过计算机监测和控制钻头在地下的具体位置和其它参数,引导钻头正确钻进的方向性工具,由于有该系统的控制,钻头才能按设计曲线钻进,现经常采用的有手提无线式和有线式两种形式的控向系统.
3.4 泥浆系统:泥浆系统由泥浆混合搅拌罐和泥浆泵及泥浆管路组成,为钻机系统提供适合钻进工况的泥浆.
3.5 钻具及辅助机具:是钻机钻进中钻孔和扩孔时所使用的各种机具.钻具主要有适合各种地质的钻杆,钻头、泥浆马达、扩孔器,切割刀等机具.辅助机具包括卡环、旋转活接头和各种管径的拖拉头.
穿越施工现场布置图

1. 入土点是定向钻施工的主要场所,钻机就布置在该侧,所以施工占地比较大,DD330钻机的最小占地为30×30M,当然也可以根据现场的实际情况作相应调整,DD60、DD-5的占地相应要小得多.

2.出土点一侧主要作为管道焊接场地,在出土点应有一块20×20M的场地作为预扩孔、回拖时接钻杆和安装其他设备时使用;在出土点之后有一条长度与穿越长度相等的管线焊接作业带.
穿越实例

大沽沙穿越钻机场地布置
1998年9月到10月之间,在天津塘沽大沽沙海河,我公司仅用45天时间完成了两条Φ219×8,一条Φ426×9,长度为960米的管道穿越.

大沽沙穿越焊接场地(只显示了两条管道)
水平定向钻穿越施工工艺流程图

使用水平定向钻技术穿越河流和其它障碍物的施工方法在世界范围内得到了广泛的运用.水平定向钻穿越承包商协会认为:在工程项目招投标过程中,水平定向钻承
包商应设法获取尽可能多的相关信息以提出完整并具竞争力的报价,承包商在开工前应该获得以下信息,以保证日后的工作可以顺利进行,并在此条件下完成工程项
目的施工,同时足够的施工前的各类信息还可以保证施工过程更安全,减少对周围环境的破坏,使工程进行的更顺利.
一、概 述
A、发展与使用

水平定向钻技术最早出现在70年代,是传统的公路打孔和油田定向钻井技术的结合,这已成为目前广受欢迎的施工方法,可用于输送石油、天然气、石化产品、
水、污水等物质和电力、光缆各类管道的施工.不仅应用于河流和水道的穿越,同时还广泛应用于高速公路、铁路、机场、海岸、岛屿以及密布建筑物、管道密集区
等.
B、技术限制
定向钻施工技术首先应用于美国海岸地区的冲积层穿越,现在已经能够开始在粗沙、卵石、冰碛和岩石地区等复杂地质条件下进行穿越施工.最长的穿越施工已达6000英尺、管道直径为18英寸.
C、优势
事实证明:水平定向钻穿越是对环境影响最小的施工方法.这项技术同时还可以为管道提供最的保护层,并相应减少了维护费用,同时不会影响河流运输并缩短施工期,证明是目前效率最高,成本最低的穿越施工方法.
D、施工过程和技术

1、导向孔:导向孔是在水平方向按预定角度并沿预定截面钻进的孔,包括一段直斜线和一段大半径弧线.在钻导向孔的同时,承包商也许会选择并使用更大口径的
钻杆(即冲洗管)来屏蔽导向钻杆.冲洗管可以起到类似导管的作用,还可以方便导向钻杆的抽回和更换钻头等工作.导向孔的方向控制由位于钻头后端的钻杆内的
控制器(称为弯外壳)完成.钻进过程中钻杆是不做旋转的,需要变换方向时若将弯外壳向右定位,钻进路线即向右沿平滑曲线前进.钻孔曲线由放置在钻头后端钻
杆内的电子测向仪进行测量并将测量结果传导到地面的接收仪,这些数据经过处理和计算后,以数字的形式显示在显示屏上,该电子装置主要用来监测钻杆与地球磁
场的关系和倾角(钻头在地下的三维坐标),将测量到的数据与设计的数据进行对比,以便确定钻头的实际位置与设计位置的偏差,并将偏差值控制在允许的范围之
内,如此循环直到钻头按照预定的导向孔曲线在预定位置出土.
2、预扩孔:
导向孔完成后,要将该钻孔进行扩大到合适的直径以方便安装成品管道,此过程称为预扩孔,(依最终成孔尺寸决定扩孔次数).例如,如需安装36英寸管线,钻
孔必须扩大到48英寸或更大.通常,在钻机对岸将扩孔器连接到钻杆上,然后由钻机旋转回拖入导向孔,将导向孔扩大,同时要将大量的泥浆泵入钻孔,以保证钻
孔的完整性和不塌方,并将切削下的岩屑带回到地面.

3、回拖管道:预扩孔完成以后,成品管道即可拖入钻孔.管道预制应在钻机对面的一侧完成.扩孔器一端接上钻杆另一端通过旋转接头接到成品管道上.旋转接头
可以避免成品管道跟着扩孔器旋转,以保证将其顺利拖入钻孔.回拖由钻机完成,这一过程同样需要大量泥浆配合,回拖过程要连续进行直到扩孔器和成品管道自钻
机一侧破土而出.
二、现场布局和设计
A、道 路
施工现场两侧都需要重型设备,为缩减成本,通往两侧施工现场的道路应尽可能利用现有道路以减少新修道路距离,或利用管道线路的施工便道,所有相关道路使用权的协议都应由业主提供,在投标阶段再来讨论这些问题为时已晚.
B、工作场地

1、钻机一侧——钻机施工场地至少需要30M(100FT)宽,长45M(150FT)的面积.该面积从入土点算起,入土点应位于规定的区域内至少
3M(10FT)处,同时由于许多钻机配套的设备或配件没有规定的存放地点,所以钻机一侧施工现场可由许多不规则的小块组成,以便节省占地面积,现场尽量
要平整,坚硬,清洁,以便有利于进行施工.由于穿越施工时需要大量的淡水供搅拌泥浆用,所以施工现场要尽量靠近水源或便于连接自来水管道的地方.

2、管道一侧—-为便于预制成品管道,管道一侧要有足够长度的施工现场,这也是要重点考虑的事情.现场宽度应满足管道施工的需要(一般为
12—-18米).同样在出土点一侧也需要30米(100FT)宽乘以45米(150FT)长的施工现场.总长度以能够摆放下所预制的管道为准,(场
地的总长度一般为穿越管道长度再加上30米,)在回拖前,要将管道预制完成,包括焊接,通球,试压防腐等工序,在回拖过程中,不能再进行管道的连接工作,
因为回拖过程是要连续进行的,若此时进行管道连接将可能造成地下孔洞的塌方,极可能造成整个工程施工的失败.
C、施工现场勘察
一旦施工地点确定,应对相应区域进行勘测并绘制详细准确的地质地貌图纸.最终施工的精度取决于这一勘测结果的精度.
D、施工设计参数

1、覆盖层厚度—-考虑的因素包括所穿越河流的流量特征,季节性洪水冲刷深度,未来河道的加宽和加深,现有管道和电缆的位置等因素.一旦确定了施工地
点并完成地质调查,穿越层的厚度也就确定了,一般来说,覆盖层应至少是6米(20FT)厚.以上仅是针对河流穿越而言的,对于其它障碍物的穿越会有另外的
要求.

2、钻进角和曲率半径—-在大多数穿越施工中,入土角通常选择在8–12度之间,多数施工应首先钻一段斜直线,然后再钻一段大半径曲线.此曲线的曲
率半径由成品管线的弯曲特性决定,随直径增大而增大,钢管道曲率半径的拇指法则是100FT/IN(一般取管道直径的1000—1200倍).斜直线将导
向孔曲线按照预定的走向引导到设计的深度,然后是一段在此深度上的长长的水平直线,然后到达向上的弯曲点再到出土点.出土角应控制在5-12度之间,以便
于成品管道的回拖.
E、钻孔施工
所有的测向控向工具都包括地下测量电子设备和地面接收设备,可以测得钻头所在位置的磁方位角(用于左/右控制)和倾斜角(上/下控制)以及钻头的钻进方向.
1、精度:穿越施工精度很大程度上取决于磁场的变化.例如,大型钢结构(桥梁,桩基,其它管道)和电力线路会影响磁场读数.而穿越出土点的导向孔目标偏差值应控制在左右3米(10FT),长度——3米~10米(-10~30FT)的范围内.
2、完工图纸:一般来说,导向孔的测量和控制应在钻导向孔时每钻进一根钻杆或隔9米(30FT)测量计算一次.以上测量计算完成的导向孔施工图纸承包商应向业主提供.也有采用替代方法如陀螺仪,穿地雷达和智能清管球用来做定位工作.
三、地质调查
A、探孔数量

探孔数量取决于计划穿越地点的地层情况及穿越长度.如果穿越长度为300米(1000FT),在两侧的穿越工地各钻一个钻孔就足够了,如果钻孔结果表明该
地区地质状况比较单一,就不必进行进一步的钻探取样.如果勘探报告表明该地区地质条件比较复杂,或者发现有岩石或有粗沙层存在,这时就需要做进一步的详细
的地质调查.长距离大口径穿越施工时,如出现粗砂,卵石,风化岩或硬岩应每隔180米—-240米(600–800FT)取样一次,若有明显迹象表
明地质结构异常复杂,这时就需要打更多的地质探孔进行更多的采样工作.所有采样探孔都应沿穿越断面方向,采样深度以计划的穿越深度为准.如有可能,取样探
孔最好选在穿越中线一侧约8米(25FT)处.勘探任务完成后,探孔必须封好以防止在施工过程中的泥浆泄漏.
B、探孔深度

所有的探孔深度都应至少达到穿越点以下12米(40FT)或预定的穿越深度以下6米(20FT),两者之中取其大者.有时将穿越深度定的深一些或实际穿越
曲线比设计的位置深一些,无论对承包商还是对业主来说都是很有益的,关键是穿越位置要选在地层结构一致的利于成孔的地层中进行,这样才利于穿越的成功.
C、土壤的标准分类

一名合格的地质技师或地质学者,应能依据统一土壤分类系统或ASTM设计书D-2487和D2488对材料进行分类.能够拥有一份由现场技师或钻探公司提
供的现场钻探记录,对以后的施工将是非常有益的,此记录会包括对材料的目测分类以及由钻探公司根据取样结果对地层结构所做的解释和评价.
D、标准穿刺测试

SPT为了更好地确定颗粒材料的密度,地质工程师通常会依据ASTM规范D1586做标准穿刺测试SPT.这是一种现场测试方法,利用标准重量的重锤将勺
形取样器打入土层中的一定深度,记录下进入到12寸深时的击打次数.所获数据即为标准穿刺阻力值并可用于估算试验地点非聚合土壤的相对密度.也有些钻探公
司会选择在结合性土壤或岩石地区进行小范围的这项试验,以此来确认密实土壤的一致性及岩石的硬度.
E、取芯取样法

多数地质勘探公司更喜欢使用取芯取样器来获取地下岩心的样本,这些测试一般根据ASTM规范D-1587进行.除取样器为液压驱动的有锋利切割刃的薄壁无
逢钢筒外,此类测试类似上述标准穿刺测试.需要的液压数值可在现场记录中找到,这种方法可取到相对完整的样本以便对其进行更详细的试验室分析.样本可在现
场利用手持式穿刺仪分析,对于定向穿越来说,通常使用上述切割式勺状取样器即可满足施工需要.
F、颗粒度分析
将样品进行颗粒度筛网分析,是对于用切割式勺状取样器在施工现场取得的颗粒状物质所进行的一种机械试验,这些样品被送到试验室,在通过一系列的筛网后,根据其颗粒的大小和重量得出不同粒径的百分比,这是最重要的试验之一.
G、岩石情况

如果在土壤勘测中发现岩层的存在,必须确定岩层类型,相对硬度和非限定性压缩强度,要由专业勘探公司利用金刚石钻头取芯桶进行取样,典型的岩心样本直径为
50毫米(2英寸).岩石类型由地质专家根据岩心与总取心长度关系对岩石进行质量分类,岩石硬度依据岩石与以知硬度的十种材料相比较得知,压缩强度通过精
确测量岩心然后进行压缩实验取得.这些数据属于岩石的物理参数,以便于确定采用什么类型的穿越设备和钻头,并且穿越进尺也可以估计到.

二、水平定向钻(HDD)出现的问题从以下几方面采用关键技术将其解决

二 、水平定向钻(HDD)出现的问题从以下几方面采用关键技术将其解决

2 钻机锚固钻机在施工中如锚固不好,钻进拖管过程中发生事故的情况非常多。在钻机锚固前,对锚固区域用仪器进行地下管线检测,防止将锚杆打在地下管线上。合理钻机锚固是顺利完成钻进及回拖管的前提,钻机锚固能力反映了钻机在钻进和回拖施工时利用本身功率的能力。一台钻机推力再大,钻机在定向中发生了移动,也会导致钻机无法按预定的计划完成钻进工作。在回拖管时,如锚固不好,钻机移动,需进一步锚固,从而导致了管道有可能拖不动,进一步加大钻机拖力,会出现钻机的全部功率作用在钻机机身上,容易发生设备破坏和人员伤亡。

3 信号接收

信号在钻进过程中,由于地磁信号强(建筑物、高架桥屏蔽作用),使定向信号无法接收。依靠在信号消失之前的钻进斜率与点数在钻杆上作标记进行盲钻,在盲钻过程中,由钻杆上的标记及计算钻杆的斜率来完成造斜及整个钻进,直至信号出现(例如泰安阿吉斯在施工过程盲钻150m,直至收到信号,从而完成整个工程施工)。

4 钻具选择

钻头是定向的重要工具之一,对于不同的土层,采用不同的钻头,这样才能防止卡钻的出现。
(1)淤泥质粘土:必需采用较大的钻头,要想向前推进0.9m就实现钻孔变向,狗腿度为10的钻头或大钻头。
(2)干燥的软粘土:采用中等尺寸钻头效果最佳。
(3)硬土层:较小的钻头效果最佳,要保证钻头至少比探头外筒的尺寸大12.5mm。
(4)钙质层:最小钻头效果最佳,采用特殊的切削破碎技术来实现钻孔方向改变。
(5)糖粒砂:中等尺寸狗腿度钻头效果最佳,镶焊硬质合金钻头耐磨性最好,钻机的锚固和钻进液是成败的关键。
(6)砂质淤泥:中等到大尺寸钻头效果较好。有时需要高扭矩来驱动钻头。
(7)致密砂层:小尺寸锥形钻头效果最好,但钻头的尺寸必须大于探头外筒的尺寸,这种土质中,向前推进较难,可较快实现控向,钻机锚固是钻孔成功的关键。
(8)砾石层:镶焊小尺寸硬质合金的钻头效果最佳,对于大颗粒卵石层,钻进难度大,不过若卵石层间有足够的胶结性土,钻进还是可行的。在砾石层中,回扩难度最大。
(9)固结的岩层:使用孔内动力钻具钻进效果最佳。采用标准钻头钻到硬质岩时,钻机可在无明显方向改变的条件下完成施工。

5 设计轨迹与穿越地层的合理选择

水平定向钻可承担各类材质管线的穿越任务,钻机性能的很好发挥,依赖于理想的地质条件和合理的轨迹设计,如果地质条件理想,穿越曲线位于粘土、亚粘土或淤泥等造浆能力好的地层,就可以适当加长穿越长度,而实际拖拉力不会增加太多,如果穿越曲线所在地层不理想时(流沙、钙质层、砾石层),就会降低穿越成功的可能性,甚至导向孔无法完成。
5.1地质要求
对穿越工程,必须先勘察穿越处的地质情况,不同地层(淤泥、粘土、亚粘土、粉土层、砂土、流沙穿越),需选用不同的钻具及其结构。
穿越段地质必须详勘,一般按要求在穿越中心线两边各25m,沿中心线方向间距打勘察孔,复杂的地段勘察孔必须加密。穿越段地质勘探应提供以下参数,取样深度、含水量、颗粒度、液性指数、塑性指数、液限、塑限、标贯击数、承载力等、并提供水质报告,提供穿越地段地形图和地质钻探剖面图供设计及施工单位参考。
5.2轨迹设计
根据铺管设计标高、地层及地形情况,根据钻杆曲率半径、工作场地、地下管线分布情况,甲方图纸来设计钢管埋深,钢管的弯曲曲率半径,确定定向钻进过程中钻头的顶角、方位角、工具面向角、计算出测定空间坐标,设计出定向钻进的轨迹图及对特殊地层、地段制订特殊施工方案,并且要把常用和应急材料准备一定的库存量,以防特殊情况的发生,保证施工各阶段的顺利进行。

6 导向孔工艺及卡钻出现的解决方法

6.1导向钻孔
采用射流辅助钻进方式。导向孔钻进是通过定向钻的高压泥浆射流冲蚀破碎旋转切削成孔的,以15(斜面钻头来控制钻头方向。钻头内的发射器,发射钻头的位置、顶角、深度、钻头的温度、面向角、发射器内电池的状态等参数,这些参数由地面手提定位示踪仪接收,供操作人员能及时准确确定钻头的具体位置、深度,并随时通过钻机调整钻进参数,以控制钻头按设计轨迹钻进。
6.2斜面纠偏
地面示踪仪测量精度一般为3%~5%,测量深度为21m,当发现定向钻进偏离设计轨迹时,通过调整钻头斜面的方向,进行造斜纠偏。纠偏不能太急,应按照钢管的曲率半径在几根钻杆内完成纠偏,不能在一根钻杆内就完成所有纠偏工作,防止拖管过程中,出现拖不动的问题。
6.3卡钻的出现及解决方法
在(砾石、糖粒砂、钙质层)钻进中,会出现卡钻的现象。应及时调整泥浆配比,使用最大泥浆泵排量,与挖掘机配合,将钻杆撤出卡钻区。总结卡钻出现的原因,调整泥浆配比,使用进口澎润土,增加泥浆切力与粘度,使用扭矩大、推力大的钻机及相匹配的钻头,完成导向孔的钻进。

7 扩孔器及扩孔工艺

当先导孔钻至出钻区需用一个扩孔器来扩大钻孔,以便安装成品管线,一般将钻孔扩大至成品管尺寸的1.2~1.5倍,扩孔器的拉力或推力一般要求为每毫米孔径175.1N,根据成品管和钻机的规格可采用多级扩孔。对于不同的地层,采用不同的扩孔器,这是保证回扩成孔的关键。
(1)快速切削型扩孔器:这种类型的扩孔器,对粘性大及砂土层较有效,但这种扩孔器无法破碎坚硬的岩石。
(2)拼合型钻头通孔器:它由剖开的牙轮锥形体制造,并将其焊接到金属板和短的间接构件上。拼合型钻头通孔器是一种通用的,经济的扩孔工具。易定做,有多种切削具类型和规格,制造时必须特别焊接、热处理以及其他的保护措施,以免损坏后牙轮失落于孔内。
(3)锥形牙轮扩孔器:这种扩孔器现在广泛应用,应用于除岩石以外,硬度在40MPa以内的各种地层。
(4)YO—YO型扩孔器:这种扩孔器非常适应于非开挖施工,它在岩石崩落的地层中可以向前或向后钻进。这种平衡式的牙轮是稳定的,而且能够自动跟踪先导孔。大型牙轮和密封式轴承的应用延长了其在孔内的寿命。
扩孔工艺:是将导向孔孔径扩大至所铺设的管径以上,减少铺管时的阻力。

8 钻井液性能与钻孔、回拖的关系

定向钻穿越施工,由于钻孔处于地表(一般位于地表层以下3m~20m),地质松软,所以不易形成孔洞,钻孔易塌方,这就要求所用泥浆的护壁性要好,泥饼质量高,控制失水性要好,以保证钻机性能的很好发挥。由于地层结构不同所需泥浆性能也不相同。
泥浆作为钻进冲洗液,使用优质的膨润土和添加剂,严格按照比例经搅拌系统搅拌成泥浆注入洞内,具有润滑钻具、稳定孔壁、降低回转扭矩和回拉力,降低拖管时钢管和洞壁的摩擦系数、冷却钻头和发射器、携带土屑、减少腐蚀、固孔护管等作用。
长距离穿越,泥浆的作用尤其重要,孔内缺少泥浆往往是钻孔失败的重要原因。保持整个过程中有反浆,对工程顺利进行至关重要,为改善泥浆性能,需加入适量地添加剂来配制成不同性能的泥浆。纯碱,可增粘,增静切力,调节pH值,投入纯碱量一般为钠土量的2%。为成孔良好,增加孔内润滑,可加入适量的Drispac。为提高泥浆携带土屑的能力,将孔内的土屑带出,可在钻孔过程中的某一段加入一定量的Flowzen,能够达到很好的使用效果。
为了保证穿越工程的顺利进行,切实保证泥浆的性能才能保证穿越管线的成功。
(1)认真研究地质构造图,制定完善的的泥浆配比方案,并认真实施,对特殊地段应提前采取特殊措施,及时加入添加剂,调节好泥浆性能,尽量保证孔内状况良好,形成良好的孔壁。
(2)在易塌方的地段,一方面改进泥浆的性能,另一方面,改变钻孔和回拖工艺等,尽量缩短停钻时间,加快钻进速度,保证钻孔不塌方。
(3)加强泥浆循环。停止钻进时,仍要注入适量泥浆,保证孔内始终存在正压,使泥浆把孔内切削物尽量多的携带出来,防止沉积于孔内。

9 在拖管过程中出现管拖不动的情况

拖管途中出现管道拖不动,应及时将钻机移到管道入地端,与挖掘机配合,使拖力达到原来拖力的两倍,将管道拖出地面。总结拖不动的原因,审查各个工程环节及相关保障措施,并加以改善,如采用更大的回扩头、使用进口粘土和添加剂,更大动力的钻机,完成穿越。

 

导向孔设计算与角度转换工具

摘要:就一些非开挖施工人员在现场凭经验打导向孔造成工程失败的现象,本文介绍简易实用的钻孔轨迹设计计算方法并举例说明,确保非开挖施工现场人员容易理解、掌握并方便使用,对于大直径PE管和钢管的铺设施工更值得参考。

关键词:钻孔轨迹、造斜、转弯半径、开孔角、倾角

从多年客户培训时反馈的信息得知,许多水平导向钻机使用者在实际施工时多凭借经验估计开孔角度和造斜距离以及钻孔角度变化。这在一些小直径软管的施工时都能侥幸成功,但在施工大直径管或钢管时这种凭经验的做法往往就会遇到许多麻烦,出现拖管时卡死、工程失败等重大工程事故,造成巨大经济损失。有的在事故之后找一个懂行的人帮助设计一个新轨迹,问题立即得到解决。其实这种基本的设计并不麻烦,只要稍微懂得一些简单数学知识并查阅一些相关数据即可进行,这里我将平时给客户理论培训课上讲授的一些简单设计计算的方法内容作一归纳与大家共享,期望能对一线施工人员有切实帮助。

导向孔是施工的第一步,随后的扩孔、拖管作业都是在此基础上进行的。导向孔的质量如造斜段转弯半径的大小、轨迹曲线的平滑程度、避让地下障碍物的位置等是否正确直接关系到后续拖管作业的成败,因此要认真做好导向孔的施工。

1 钻孔轨迹的结构 一般钻孔轨迹的结构如图1所示,包括三个部分:第一造斜段、水平段、第二造斜段

其中水平段是管线埋设的主要孔段,两个造斜段则分别为管线进入水平段和露出地面顺利与否的关键孔段,钻孔轨迹设计计算的主要内容也是指造斜段。

钻孔轨迹设计要参考多种影响因素

(1)所施工产品管线的材料性能、尺寸大小;

(2)所用钻杆最小弯曲半径(或单根钻杆倾角允许最大改变量);

(3)地面、地下障碍物的状况;

(4)地层特点等等。 由于篇幅所限,本文将主要介绍一般条件下钻孔轨迹简单设计计算的方法,对特殊地层、障碍物状况等的影响因素不作过多讨论。

2 钻孔轨迹的内容(以轨迹第一造斜段为例):

2.1 开孔点:即钻机需要摆放的位置(图1中的A点);

2.2 孔位深度:即管线要埋设的深度(图1中轨迹水平段距地面深度)。这往往由工程建设方根据产品管线的作用特点和所穿越环境的要求来决定,作为施工者就应当根据地层条件和地面、地下障碍物状况看是否能满足要求,必要时需要与工程建设方协调对深度进行改变。

2.3 造斜距离:即造斜段的水平投影长度(图1中AB段)。这其实与开孔点表示相同的含义,造斜距离确定后,钻机摆放位置也就找到了。

2.4 最短造斜距离:即满足产品管线最小允许转弯半径或钻杆最小允许弯曲半径要求的造斜距离。

如果单从施工的顺利程度来考虑,在产品管线埋深相同的前提下,造斜距离越长越好,因为造斜距离越长,轨迹曲线越平缓,越利于后续管线顺利回拖。但考虑到场地限制和施工工期、施工成本、施工风险的要求,造斜距离又不能太长,距离太长将需要更多的钻杆、更长的时间进行施工,这会提高施工成本且加重工程的风险性。因此在进行轨迹设计时,按最短造斜距离的要求考虑,实际施工时只要不小于该距离即可。该最短造斜距离其实是最节约钻杆和施工工期的安全距离。 这里提到的最小转弯半径是根据相应材料抗弯强度极限推算出来的几何概念,其意义为:如果管线或钻杆实际弯曲半径小于该最小转弯半径就会造成管线或钻杆的变形损坏。如果施工中所设计钻孔造斜段的某点或某段处的弯曲半径小于管线或钻杆的最小转弯半径限制就会造成钻杆、管线损坏或造成回拖时管线无法沿钻孔轨迹行进而被卡死的现象。 实际设计时,对于电缆线、硅芯管和PE管等柔性管线的施工由于其最小允许转弯半径都可以比钻杆的最小转弯半径小,因此多以钻杆的最小转弯半径为依据进行;对于钢管的施工由于其允许最小转弯半径大于钻杆的允许半径,因此不能仅以钻杆的允许转弯半径作为依据。 下表分别列出钢管的允许转弯半径钻机所用钻杆的最小转弯半径值供设计时参考。

表1 常用钢管最小弯曲半径参数

2.5 造斜段每根钻杆端点所在的深度、倾角:这是设计计算时最终为操作者需要使用的参数,实际施工时导向人员从导向仪上能读取这些参数,并以此作为导向操作的依据。

3简易设计计算步骤

3.1 计算最短造斜距离L(米) 设产品管线铺设深度(一般由工程发包方给出并考虑地面、地下障碍物及地层条件以后确定的)为H(米),产品管线(或所用钻杆)的最小转弯半径为R(米),则第一造斜段的最短造斜距离L为: L=[R2 -(R-H)2]1/2

公式说明:将造斜段拟合为几何圆弧,以轨迹水平段起点处的垂直线上距起点R处一点为圆心,R为半径,作圆弧与水平线(地面)相交,该交点与轨迹水平段起点在水平线上的投影点间距离即为最短造斜距离L (如图2所示)。

img

3.2造斜段所用钻杆的根数n(根) 设所用钻杆单根长度为S(米),则造斜段所需使用钻杆的大概根数为: n = L/S (根)

公式说明:将轨迹造斜段圆弧曲线近似看作其在水平面上的投影直线(即造斜距离),这样可简化计算公式。在实际工程中由于开孔角度一般不大于20度(36%倾角),且每根钻杆倾角变化不超过10%,因此每根钻杆所对应轨迹圆弧曲线段长度与其在水平面上的投影长度相差不会太大,因而这种近似也是合理的,造成的误差可通过对计算出的n值稍作放大来进行修正。

3.3 计算开孔角 先采用反推法粗略算出开孔角,再以此粗略值为准从第一根钻杆开始往后顺序推算出造斜段每一根钻杆的具体倾角和深度。 反推法粗略计算:以造斜段每一根钻杆为计算单元,从轨迹水平段起点开始,按与钻孔相反的方向逐根钻杆计算其深度改变量直至到达地面,最后一根钻杆相应的倾角值即位开孔角。 简化方法:将造斜段每一根钻杆的轨迹弧线简化为直线,以简化的直线(即每一根钻杆)为斜边作直角三角形(如图3所示)

img

对于图中的任意一个小直角三角形,其短直角边长度(实际为轨迹中单根钻杆的深度改变量近似值)为 ΔH=S ×sinɑ

由于单根钻杆倾角改变量很小,根据小角度三角函数的特性,有 sinɑ ≈ tgɑ

这样深度改变量公式可简化为: ΔH≈S ×tgɑ

式中 S为钻杆单根长度,对于特定钻机而言是常数;tgɑ即为钻杆倾角值,该值是控向仪上可以直观显示的(如某根钻杆处控向仪显示18%时,表明该钻杆所在小直角三角形的tgɑ=0.18)。 通过该简化公式将每根钻杆深度改变量的计算由三角计算简化为一般的乘法运算,免除了三角函数的复杂查阅,这给导向人员现场计算带来极大方便,甚至可以一边施工一边随时心算下一根钻杆所可能到达的深度。 反推法粗算开孔角时,每根钻杆倾角允许改变量取最大值,在随后的顺推过程中再根据需要进行调整。

4计算举例 某工程铺设PE管,铺设深度3米,使用沟神JT27M1施工,已知钻杆单根长度3米,最小转弯半径54米,设计该工程钻孔轨迹。

解:(1)所需最小造斜距离(即开孔点位置) 根据前述最小造斜距离计算公式,这里R=54米,H=3米,最短造斜距离为 L=[542-(54-3)2 ]1/2=17.75(米) 按前面讨论的轨迹弧线和投影直线间误差问题,这里将计算出的最短造斜距离修正为18米,即钻机需定位在距离水平段起点至少18米或以远。 (2)造斜段所需钻杆最少根数n 根据公式,已知L=18,钻杆单根长3米,故该造斜段所需钻杆至少为n = 18/3 = 6(根) 在(1)、(2)的计算中,也可以先不修正L,直接用计算出的L算出钻杆根数n的值, 再将算出的n值修正成整(根)数。 (3)开孔角计算 由前面列表可知JT27M1钻机的钻杆倾角最大允许改变量为5%,反推法粗算,倾角改变量取最大值,轨迹水平段起点(倾角为0)开始倒数第一根钻杆起点处倾角即为5%, 根据前述公式,该钻杆长度内轨迹深度改变量为 ΔH=S ×tgɑ=3×0.05=0.15(米) 该杆起点处深度值为 H-ΔH =3-0.15=2.85(米); 以此类推,每相邻两根钻杆倾角变化按最大值5%递增,则各杆起点处的倾角、深度改变量及相应深度值分别为:

钻杆序数 倾角 深度改变(米)深度值(米) 倒数第一杆 5% 0.15 2.85 倒数第二杆 10% 0.3 2.55 倒数第三杆 15% 0.45 2.1 倒数第四杆 20% 0.6 1.5 倒数第五杆 25% 0.75 0.75 倒数第六杆 25% 0.75 0

粗算结果表明,开孔角应为25%,但由于沟神控向仪显示时的特点为:在大于20%时,只可显示24%、28%等,增幅为4%;在10%至20%之间时可显示10%、12%、……等,增幅为2%;小于10%时增幅为1%。所以,在本设计中采用开孔角24%,并据此(只要每相邻两钻杆倾角最大改变量不超过5%即可)从第一根钻杆开始顺序推算出各杆参数: 钻杆序数 倾角 深度改变(米) 深度值(米) 第一杆 24% 0.72 0.72 第二杆 20% 0.60 1.32 第三杆 20% 0.60 1.92 第四杆 16% 0.48 2.40 第五杆 12% 0.36 2.76 第六杆 7% 0.21 2.97 第七杆 2% 0.06 3.03 第八杆 0(取中间值1%计算) 0.03 3.06

此即为实际施工时第一造斜段每根钻杆的操作参数。计算结果中,第六杆的深度为2.97米,比要求的3米差0.03米;第八杆完全进入水平状态,此时深度3.06米,比要求的深度大0.06米。这种误差在导向孔施工的允许范围内,并可在实际操作中根据现场控向仪上显示的每杆深度值大小进一步微调,以达到理想的精度。 当然也可以先给定一个开孔角,再顺推(以每根钻杆倾角改变量不超出给定最大值为准)算出每根钻杆的深度和倾角;或者使用轨迹设计软件(如沟神的TMS轨迹设计软件)帮助设计。 这里提供的是设计计算的方法,对于一个现场施工人员来说,自己所用钻杆的长度、最小转弯半径、单杆倾角最大允许改变量是个常数,很容易记住。唯一变化的是产品管线铺设深度值。这样每种铺设深度的情况只要设计一次,下次遇到同样深度要求且其它条件相同时即可采用相同方案。

5钢管铺设时钻杆倾角最大允许改变量的计算 在产品管线最小转弯半径大于钻杆的最小转弯半径时(例如钢管),每根钻杆倾角最大改变量的计算方法如下: 设该产品管线最小转弯半径为R’,钻杆单根长度为S,则单杆长度内钻孔允许改变的角度大小ɑ为: ɑ= (180/πR’)×S 相应倾角改变量δ为: δ= tgɑ×100%

例如:产品管线为钢管,直径250毫米,由前面的钢管弯曲半径参数表(表1)可 知,其最小弯曲半径为213.3米;设所用钻杆单根长度为3米,则单根钻杆长度范围内角度允许最大改变为 ɑ=(180/213.3π)×3=0.806° 相应倾角允许改变量为 δ= tg0.806×100%=1.4% 若前面轨迹设计的例子中所施工的是此钢管,则带入开孔角计算公式中的每杆倾角最大改变量值就得由上述的5%改为1.4%。 当然以上是基本计算,实际轨迹设计时还要根据现场场地状况和不同产品管线、不同工程要求的特点作相应调整,如在场地受限制而产品管线的极限弯曲半径比较大、要求造斜段很长时可通过开挖工作坑的形式,产品管线回拖到工作坑即可,这时轨迹造斜段转弯半径计算可分开成两段考虑:从工作坑至地面开孔点的轨迹段以钻杆的极限转弯半径作为设计依据;从工作坑至水平段的轨迹部分以产品管线的极限转弯半径为设计依据,这样,由于钻杆的极限转弯半径比产品管线的极限转弯半径小从而可减小该造斜段长度。但一般情况下,工作坑越深其开挖和支护的难度越高、费用越大,现场需根据产品管线埋置深度要求和不同场地工作坑开挖难度的不同灵活布置工作坑的位置,如在产品管线埋置深度3米以浅的施工,可将工作坑布置在造斜段与水平段的交点处,钻孔轨迹的整个造斜段都以钻杆的极限转弯半径为依据,占用最小造斜距离;埋管深度超过3米时,先依据产品管线的极限弯曲半径设计造斜曲线,工作坑布置在该曲线适合开挖的深度处,再将工作坑至地面开孔点段的造斜曲线按钻杆的极限转弯半径作依据进行修改,以便最大限度节省造斜距离。 虽然以上设计计算从理论上说不是很精确(实际轨迹是弧线,精确计算需要用到微积分),但这样计算出的结果完全满足实际施工时的要求,简单实用,现场施工人员可容易掌握。

非开挖导向设计基本原理及角度转换

导向孔轨迹示意图
如上图所示,一般由以下五段组成:入土直线段1-2弧线段2-3

水平段3-4

出土弧线段4-5

直线段5-6

各段长度由入土角,出土角,穿越深度,选择的曲率半径决定。

曲线设计有五个主要参数

曲率半径: Rmin

入土角度:α

出土角度:β

穿越长度:L

最大穿越深度:H

选择合适的曲率半径及造斜强度

最小曲率半径Rmin,是指能使管材弯曲后自然恢复原状的最大弯曲程度。也可理解为拉管时不因管材挠度产生拉管阻力所需的最小弯曲半径。

 

Rmin≥1000D~1500D

R=57.3/i

i=57.3/R

 

R:曲率半径;单位:m

i:  造斜强度;单位:°/m

D:钢管外径;单位:mm

举例

φ219mm钢管曲率半径

R=1000D

=0.219X1000

=219m

那么造斜强度

i =57.3/R

=57.3/219

=0.262(°/m )

 

不同直径钢管的曲率半径和导向强度.

R=1500D.

不同直径钢管的曲率半径和导向强度.

R=1000D.

不同规格钻杆曲率半径及造斜强度

确定曲率半径的原则

1 保证钻进曲线的曲率半径大于钻杆的最小曲率半径;

2 使曲线的曲率半径尽量大,每米钻杆角度变化尽量小,即造斜强度尽可能小。

最短穿越距离和入射角

由上图可知:当没有直线段和水平段时,穿越距离最短。这时的穿越距离和入射角依据穿越深度和管材(或者钻杆)的曲率半径而定。

由上图图示可知:

最短穿越距离为:L=2{(2R-H)H}1/2

tgα =H/0.5L

钻机入射角可近似为:2α。

入土角度的选择

由以上计算可知钻机入土角可近似为:2α;

在有选择余地时,应使如图角度尽量小。

出土角度的选择

出土角度β一般为 4 ° ~8 °,这根据管径的大小而定。

为方便顺利拉管,应使出土角度尽可能小。

例:铺设φ219mm的钢管,深度H为6m,

问:造斜段最短穿越距离为多少?

钻机的入射角为多少?

每米钻杆变化的百分比是多少?

管材最小曲率半径为:Rmin=1000D=219m

最短穿越距离为:L=2{(2R-H)H}1/2=102m

造斜段最短穿越距离为0.5L=0.5X102=51m

α =H/0.5L=6/51=0.118,

即为11.8%;

2α=2X11.8%=23.6%

即钻机的入射角为23.6%(即为13.3°)

保持钻机上的钻杆以入土角度钻进,即以13.3°钻进;现采用3m钻杆,则每米钻杆变化的百分比为:

23.6%÷(51-3)=0.492%

每根钻杆变化的百分比为:0.492%X3=1.475%

由上例可知:最小弯曲半径Rmin=219m;

造斜段距离为:0.5L=51m;

钻机的入射角为23.6%;

每根钻杆变化的百分比为:0.492%X3=1.475%

每根钻杆变化深度计算如下:

H1=3×23.6%=0.708m;

H2=H1+3×22.1%=1.37m;

H3= H2+3×20.6%=1.99m;

H4= H3+3×19.2%=2.56m;

H5= H4+3×17.7%=3.09m;

H6= H5+3×16.2%=3.58m;

H7= H6+3×14.75%=4.02m;

H8= H7+3×13.3%=4.42m;

H9= H8+3×11.8%=4.77m;

H10= H9+3×10.3%=5.08m;

H11=H10+3×8.85%=5.34m;

H12=H11+3×7.37%=5.56m;

H13=H12+3×5.9%=5.73m;

H14=H13+3×4.43%=5.86m;

H15=H14+3×2.95%=5.95m;

H16=H15+3×1.475%=5.99m;

H17=H16+3×1.475%=6m;

 

每根钻杆钻进深度变化量

若设当前钻杆的深度为Hi,则前一根钻杆深度为Hi-1;钻杆长度为L,θi第i根钻杆的倾斜角度(单位为度数:°);αi第i根钻杆的倾斜角度(单位为百分比:%),可得出入钻深度及出土深度的计算公式为:

入钻深度计算:Hi=Hi-1+L×sinθ (i=1,2,3,4…)

或:Hi=Hi-1+L× αi (i=1,2,3,4…)

出土深度计算: Hi=Hi-1-L×sinθ (i=1,2,3,4…)

或:Hi=Hi-1-L× αi (i=1,2,3,4…)

例:入土深度H0=1.0m,入土角30%,钻杆长度L=3m, 每根钻杆角度变化度数为5%,

入土深度计算:

H0=1.0m

H1=H0+3×30%=1.9m;

H2= H1+3×25%=2.65m;

H3= H2+3×20%=3.25m;

H4= H3+3×15%=3.7m;

H5= H4+3×10%=4.0m;

H6= H5+3×5%=4.15m;

H7= H6+3×(5-0)%=4.3m;

水平段深度为H7=4.3 m

出土深度计算:

H00= H7=4.3 m

H11= H00-3×5%=4.15m;

H22= H11-3×10%=3.85m;

H33= H22-3×15%=3.4m;

H44= H33-3×20%=2.8m;

H55= H44-3×25%=2.15m;

H66= H55-3×30%=1.25m;

各数据在图上标示如下

角度与百分比换算

3 进行导向计算时,可用角度,也可用百分比。下面两表为百分比与角度之间的换算

非开挖中角度转换度数,互换工具

城市管网信息化建设与智慧运行管理解决方案

这凸出的反应了城市管网建设的滞后,一方面是海绵城市的建设没有实施到位,一方面是城市管网信息化建设的滞后,不能提前预判风险。

本期1C9U一猹就有网就带大家看一套智慧管网管网信息化建设的解决方案合集。

智慧管网建设的内在需求庞大:

城市地下管线领导小组-地下管线管理需要统筹协调,一个部门直管:

基于实时一张图的智慧管网解决方案:

地下管网综合管理信息系统架构:

更多智慧管网管网信息化建设解决方案,一猹就有:

  1. 管线仪使用培训.ppt
  2. 03_梅安森科技“智慧管网”技术方案介绍.pdf
  3. 智慧水务系统.pptx
  4. 地质雷达.ppt
  5. 07MS101市政给水管道工程及附属设施(精简版).pdf
  6. 地下管网解决方案.pptx
  7. 24 黄丽娟-Aquadvanced智慧供水管网在澳门自来水的应用.pdf
  8. MapGIS K9供水管网信息化解决方案.ppt
  9. 正元智慧管网.pdf
  10. 01_梅安森科技“智慧管网”介绍手册.pdf
  11. 徐强-管网漏损智慧化控制的关键问题探讨.pdf
  12. 133智慧管网 综合建设解决方案(PPT).docx
  13. 张伟林:以智慧管网管理为核心的综合漏损控制研究.pdf
  14. 1C9U-BP 张伟林:以智慧管网管理为核心的综合漏损控制研究.pdf
  15. 绍兴水司智慧管网系统建设与应用2016.4.14.pdf
  16. 王欢欢:智慧水务理念下的排水管网运营管理.pdf
  17. 智慧城市之市政排水管网系统.ppt
  18. 雷景峰:管网漏损管理解决方案及应用案例.pdf
  19. 城市供水管网信息化建设与运行管理技术措施.pdf
  20. 智慧管网.pptx
  21. 智慧城市管网管理.pptx
  22. gb_50289-98城市工程管线综合规划规范.pdf
  23. 程伟平:管网的压力调控的漏损(1).pdf
  24. 程伟平:管网的压力调控的漏损.pdf
  25. 互联网加智慧能源项目热力管网项目.doc
  26. 管网2DGIS管网.pdf
  27. 城市综合管网信息化管理解决方案 – 北京市规划和自然资源委员会.pdf
  28. 广州市地下管线探测技术规程2013.pdf
  29. 太湖新城综合地下管线信息系统技术方案.doc
  30. 数字孪生体及其在智慧管网应用的可行性 – 油气储运.pdf
  31. 刘遂庆-上海会议-供水管网智能化管理技术发展和应用.pdf
  32. 哈尔滨“智慧管网”系统管网普查技术规程- 0614-V13.doc
  33. 20160407-国泰君安-数字政通-300075-全产业链布局智能地下管网.pdf
  34. 02_梅安森科技“智慧管网”方案整体介绍.pdf
  35. 智慧管网解决方案.pdf
  36. 智慧管网监测系统方案书.pdf
  37. 城市地下管网管理系统.pdf
  38. 01_重庆市智慧管网建设解决方案.pdf
  39. 《城市地下管线探测技术规程》CJJ61-2003.pdf
  40. 管线业务入门培训教程.ppt
  41. 20170719-长城国瑞证券-数字政通-300075-拓展智慧泊车、智慧管网领域,迎来发展新机.pdf
  42. 04_城市管网气体危险源监测监控系统.pdf
  43. 20150713-国泰君安-金洲管道-002443-转型智慧管网运营,商业模式变革开启.pdf
  44. 综合管线施工方案.doc
  45. 重庆市研发成功城市地下管网危险源智能监管系统-河北省科学技术厅.png
  46. 计算机行业:地下管网迎政策利好,智慧城管及GIS软件平台受益.pdf
  47. 气电集团_十三五信息化规划_模板_管道板块_v1 0_广东管网.docx
  48. 中央民族大学综合管网信息化管理案例介绍.docx
  49. 日照市地下管线普查技术规程.pdf
  50. 绍兴县城市地下管线普查工作方案.pdf
  51. 078-01北京京航计算通讯研究所智慧管网产品介绍材料.doc
  52. 地下管线探测技术与探测方法.doc
  53. 分析地下管线探测技术在城市中的重要性.doc
  54. STC2015-三维与设施管理分论坛-1SuperMap GIS 智慧管网解决方案.pptx
  55. 智慧管网解决方案.pptx
  56. 地下物联网在的城市管网管理中的应用介绍.pptx
  57. 智慧管网解决方案-技术版1.pptx
  58. 城市智慧管网(20140726).ppt
  59. 南昌九龙湖智慧管网示范项目.pptx
  60. 综合管网信息化解决方案(2015.5.26).pdf
  61. 第三讲(地质雷达).ppt
  62. 4.地下管线三维管理平台介绍 V3.pptx
  63. 基于实时一张图的智慧管网解决方案v3.0.pdf
  64. 1、SuperMap GIS 智慧管网解决方案-李江川.pdf
  65. 不断更新中,一猹就有:+: B202588 .

管网信息化监测系统:

通用横向墨卡托在定向钻井中的应用

img

通用横向墨卡托(UTM)是定向钻孔中常用的地图投影方法之一。在UTM中,从180度经度开始,世界分为北纬84°,南纬80°和东西向之间的60个区域。然后,以180 EW经度开始的1区将地球弄平。由于地球分为60个区域,因此每个区域的宽度均为6度。图1显示了UTM的概念,图2显示了UTM网格。此方法将不会覆盖极地区域。

图1-通用横轴墨卡托图

图1 –通用横向墨卡托图

图2-通用横轴墨卡托(UTM)网格

图2 –通用横轴墨卡托(UTM)网格

区域是从1到60的数字,区域31在左边有0度子午线(格林威治,英格兰),在右边有6度东经线(图3)。UTM中的每个字母都分为网格部分,覆盖8个纬度,并且系统使用从C到X的字母,但不包括I和O。

图3-UTM区域31

图3 – UTM区域31

继续阅读→

标记定向钻定向钻计算UTM

纬度,经度和钻孔图投影

通过 DrillingFormulas.Com | 2016 年9月3日-下午2:31 | 定向钻井

发表评论

img

定向钻探图是平坦的,但地球是扁球形。这导致了在一张纸上准确表示地球上的井眼位置的挑战。在本节中,您将学习定向钻探中使用的映射技术,映射技术的局限性和错误。

映射的最重要概念之一是纬度和经度。

纬度是用于指定地球表面某个位置的南北位置的坐标。纬度是一个角度,从赤道的0°到地球南北两极的90°开始。只是这样定义:

  • 赤道0°
  • 北极+90°
  • 南极为-90°

为了定义纬度,以度,分和秒为单位进行描述。平行纬度线是在特定纬度处与赤道平行的小圆圈。

图1-纬度和经度图

图1-纬度和经度图

继续阅读→

标记钻孔纬度经度地图投影

定向钻井的地球形状和大地基准

通过 DrillingFormulas.Com | 2016 年9月3日-下午2:13 | 定向钻井

发表评论

img

定向钻井依靠测绘系统来准确识别井的位置。因此,学习映射的基础知识和其他相关信息非常重要。本主题是关于大地基准。

地球不是完整的球体形状,但实际上是扁球形(“ Spheroid”)。这意味着地球的形状几乎是一个球体。从这一事实可以证明,赤道直径(最长的直径)大约为12,756 km,从北极到南极的直径大约为12,714 km(图1)。此外,地球因位置而异。因此,人们开发了一个有助于描述地球的模型,称为“大地基准”。

图1-地球形状

图1 –地球形状