基于ABAQUS的定向钻穿越钻具受力分析

定向钻导向孔钻进和扩孔过程中,钻杆经常由于疲劳损伤而断裂.在缺少相关规范要求的情况下,对于某超长距离定向钻穿越工程,运用大型有限元软件ABAQUS,建立了钻柱-孔洞全孔模型,综合考虑钻柱服役环境、岩土对钻柱的摩擦碰撞及泥浆的浮力等作用,分别对导向孔钻进、扩孔钻进两种工况下的受力情况进行了有限元分析,对钻杆寿命进行了安全性评价.模拟结果表明:超长定向钻导向孔钻进宜采用对穿；在导向及扩孔过程中,钻杆使用时间超过288 h后,宜更换钻杆.采取有限元法对钻杆受力进行分析,可以有效指导定向钻穿越施工.     

卵石层地质条件下定向钻穿越工艺与设备优化

针对水平定向钻施工中穿越大厚度、大粒径卵石层这一技术难题,以洛阳-驻马店成品油管道黄河定向钻穿越工程为例,介绍了在厚度达38m,卵石粒径为80～250mm,卵石含量极高的卵石层中,采用水平定向钻机、顶套管机、大粒径卵石破碎器的联合施工工艺。建立了模拟套管顶进路径的数学模型,并拟出了套管在卵石层中的行进曲线,确定了顶管最佳入土角度,应用导向孔定位对接系统,成功完成了对大厚度、大粒径卵石层的穿越。针对套管的铁磁性影响周围地磁场,进而影响导向系统对钻头导向的问题,研制出导向孔对接定位系统。以普通顶管机及其相关施工工艺原理为基本设计依据,研制出专用于卵石层定向钻穿越的顶管钻机。洛阳-驻马店成品油管道黄河定向钻穿越工程的施工工艺,可为今后应用水平定向钻穿越卵石层施工提供借鉴。     

岙山-镇海原油管道册子水道定向钻穿越技术

针对册子水道水平定向钻施工,提出了大口径、长距离、复杂地质条件下水平定向钻施工的技术问题,讨论了路由选择和曲线设计原则,并对在此条件下导向孔钻进工艺、扩孔工艺方案、钻具使用、控向等技术进行了分析,有效解决了出现突发情况时导向孔的对接问题。     

管道定向钻穿越河流施工风险控制

由于施工条件复杂,导向孔钻进、管道扩孔及回拖过程存在不可见性,定向钻穿越施工时经常出现冒浆、卡管、钻机故障等作业风险,一旦控制措施失当,会对整个工程施工产生较大的负面影响。结合某天然气管道定向钻穿越河流施工,讨论了影响定向钻施工的各种风险因素,并针对潜在的风险源,制定了详尽的风险控制措施,主要包括：优化施工工序,优选钻具组合,确定与其地质条件相适应的泥浆参数,严格进行钻进轨迹控向,采取卡管风险削减措施等,成功穿越了地下粗砂层,避免了钻机推拉力不足、抱管及大面积冒浆等现象的发生,保证了定向钻施工作业的顺利实施,为今后类似工程的施工提供了参考。（图1,表1,参6）     

FB光固化套在管道定向钻穿越中的应用

管道回拖是定向钻穿越的最后环节,在回拖过程中导向孔四周坚硬的岩石容易破坏管道外3PE防腐层,因此仅用传统聚乙烯热收缩带对管道进行保护是不够的。研发了耐磨性能更好的新型定向钻穿越管道保护材料。在川渝管网北外环二期工程涪江定向钻穿越工程中,首次引入了FB(Fibertec)光固化套与Strong Pipe管道定向穿越耐磨保护材料、PP-KJ光固化套及传统的聚乙烯热收缩带一同进行试拖试验。结果表明:FB光固化套耐磨性能和抗剪切性能较好,能够适应川渝地区的地质条件,较好地保护3PE层,但FB光固化套与3PE层间的粘结较弱,因此应根据工程费用选择合理的安装方式。试拖试验可用于验证管段保护材料安装方案的优劣性,同时填补了该材料在川渝管道工程中安装应用及效果检验方面的空缺。     

钱塘江定向钻一次穿越的应力分析

通过对镇海炼化－杭州康桥成品油管道定向钻穿越设计进行动态模拟计算，建立了钱塘宽定向钻穿越钻导向孔，预扩孔，管段回拖三种工况的数学计算模型，通过有限元的分割计算，得到穿越过程中每个节点的受力状况，从而为钱塘江定向钻穿越设计提供了理论依据，确定了钱塘江定向钻一次穿越2308m顺利完成。     

管道非开挖穿越勘察采用斜孔钻探的可行性北大核心

斜孔钻探勘察作为一种常用的勘察技术手段,却很少在油气管道非开挖穿越勘察领域中采用。定向钻和钻爆隧道是油气管道非开挖的主要穿越方式,如果能够通过斜向钻探查明穿越地层的地质条件,将有利于提高非开挖穿越的成功率,因此,研究斜孔钻探勘察在非开挖领域中的应用可行性非常有必要。工程实践发现:斜孔钻探在勘察过程中能够很好地配合常规钻探,有效应对工程勘察中面临的一些地质勘察难点;通过斜孔钻探获取的勘察资料具有真实性、可信性、准确性及不可替代性,在很大程度上提升了油气管道工程的勘察水平,甚至在某些特殊的油气管道工程勘察项目中,能够发挥常规钻探不可替代的作用。研究结果表明:斜孔钻孔的设备和技术在油气管道非开挖穿越工程勘察中应用是可行的。     

管道非开挖穿越勘察采用斜孔钻探的可行性

斜孔钻探勘察作为一种常用的勘察技术手段,却很少在油气管道非开挖穿越勘察领域中采用。定向钻和钻爆隧道是油气管道非开挖的主要穿越方式,如果能够通过斜向钻探查明穿越地层的地质条件,将有利于提高非开挖穿越的成功率,因此,研究斜孔钻探勘察在非开挖领域中的应用可行性非常有必要。工程实践发现:斜孔钻探在勘察过程中能够很好地配合常规钻探,有效应对工程勘察中面临的一些地质勘察难点;通过斜孔钻探获取的勘察资料具有真实性、可信性、准确性及不可替代性,在很大程度上提升了油气管道工程的勘察水平,甚至在某些特殊的油气管道工程勘察项目中,能够发挥常规钻探不可替代的作用。研究结果表明:斜孔钻孔的设备和技术在油气管道非开挖穿越工程勘察中应用是可行的。     

浅海管道敷设中的水平定向钻穿越

介绍了浅海管道水平定向钻穿越技术在国内外的应用现状。按照钻机钻进方向区分,分别论述了陆对海、海对海、海对陆3种浅海管道水平定向钻穿越的施工方式,针对每种穿越方式列出施工流程和涉及的施工设备资源等。提出了计算浅海水平定向钻穿越回拖力的必要性,建议计算过程中考虑管道的弯曲变形,提出了钻机操作平台选型建议;提出了穿越泥浆控制的注意事项、应对措施,穿越回拖风险控制的注意事项。结合铺管船、海上操作平台等设备的应用,浅海管道水平定向钻穿越技术将得到更广泛的应用。     

大口径管道定向钻对穿工程设计优化与施工

西气东输二线泾阳泾河穿越是目前我国管径最大的管道长距离定向钻对穿工程,穿越地层主要为卵石层、粉砂层及粉质黏土层。在φ1219大口径钢管穿越设计中采用"大开挖深基坑埋管+长距离夯套管+定向钻对穿"的组合穿越方案,并在施工中实现了优化扩孔器组合、调整泥浆性能、使用推管机协助管道回拖等多种技术创新,成功解决了两岸厚卵砾石层穿越,河床高硬塑性粉质粘土层扩孔时卡钻、抱钻以及管道回拖卡管等施工技术难题,可供类似管径定向钻穿越工程参考。