定向钻施工方法介绍综述
70页1、定向钻施工方法 定向钻设计、施工规范定向钻设计、施工规范 定向钻铺管技术是20世纪70年代初,美国人克林顿.马 丁将定向钻探技术和传统的铺管施工结合起来,发明了定 向钻铺管施工技术。 1985年,中国石油天然气管道局第三工程公司引进了 RB-5水平定向钻机,开创了国内定向钻施工的先河。 1996年,中国石油天然气管道局第二工程公司引进了 DD-60/R2水平定向钻机,是国内第二台定向钻施工设备。 1997年,中国石油天然气管道局第二工程公司又引进 了DD-330水平定向钻机,同年中国国航引进了DD-120水 平定向钻机。 1998年,地矿部勘探研究所生产了国内第一台DD-50 水平定向钻机,拉开定向钻设备国产化的序幕。 MH370去哪了? 1)应答机 2)卫星、雷达 3)高度、距离、偏离航线 定向钻的钻头去哪了? 1)导向信号线 2)地面信标、磁靶定位系统 3)深度、钻进长度、水平位移 1.定义 2.定向钻施工总平示意图 进场道路 进场道路 钻机场地 出土场地 管道预制作业带 钻机场地标准布置图 施工实例 出土点场地布置图 “二接一”施工工艺 回拖第一段管道 距离入孔点50米 对口焊接
2、 焊口冷却后 继续回拖 回拖1根钻杆 进行焊口检测 检测完成继续 回拖1-2根钻杆 焊口不合格返修 合格后进行补口 返修或补口完 成后继续回拖 返修焊口检测 并继续回拖 如果返修 检测合格进行 补口作业 开始正常回拖 根据本工 艺,回拖 最长停滞 时间不会 超过6个 小时(超 规范问题 ) 水网地带施工场地和施工便道 水网地带的小型河流和沟渠通过方法 定向钻穿越的施工流程 清理场地、恢复地貌 管道与钻具连接 扩孔回拖管道 拆卸钻机 试压、吹扫 泥浆处理 安装钻机 调 校 泥浆配置 穿越管道组对焊接 钻导向孔 预 扩 孔 无损检测 补口、补伤 试压、清管、扫线 防腐层检测 平整场地 测量放线 1.人工磁场 v人工磁场法是在穿越中心线两侧布设闭合导线圏,通电后形成外加磁 场,用以对控向参数的复核。人工磁场可不受任何外部磁场的干扰, 准确反映钻头所在的具体位置,左右偏移量和钻头深度情况,人工磁 场测得的数据是探头所在位置的真实反映。人工磁场的实际应用能够 保证实际出土点在设计穿越规范的范围内,为管道的顺利回拖打下了 良好的基础。 v4.3.2人工磁场线圈的角点采用木桩固定,保持四边笔直减少测
3、量误差 。线圈的宽度以3倍的探头深度为宜,也可以取3倍于设计曲线的最深 值,长度不易过长,以免造成电阻过大,电流小而影响测量的真实度 。线圈所使用的的导线截面积在10mm2以上为宜, 4.3.3在钻头进入人工磁场后的下一根钻杆钻进完成时进行测量 偏差。测偏时首先根据控向员的指令接通电源为线圈供电,供电 设备选用现场的直流电焊机(或两块电瓶串联),通直流电的电 流以7080A为宜。测量完成后断开电源,重复测量23次取平 均值做为当时的偏差量。进入磁场后每钻进一根钻杆测量一次, 对比前后测量结果及时发现偏差和偏差趋势,如果不在标准要求 范围内需及时纠偏或将钻进钻杆抽回至满足曲线要求处后重新钻 进调整。 定向钻中的主要数据 v导向孔作业关键要把握住2 个角度、1个工具面和4个 数据(4个数据时依据探头 测定的2个角度和输入的钻 杆长度计算所得): INC(倾斜角) AZ (方位角) HS (工具面) AWAY(水平长度) MD(实长) ELVE(标高) RIGHT(水平偏差) 定向钻可以调整角度的原理 1-2的角度 当钻机旋转钻进时带动钻头和钻杆一同旋转,则钻头沿直线钻 进;当钻头旋转,而钻
4、杆不旋转,钻机直推钻进时,根据工具 面HS的方向调整角度。 帆板运动 2.导向孔 v水平定向钻进穿越的第一道工序是导向孔的施工。导向孔 的轨迹控制通过导向钻头完成。导向钻头是一种带有斜掌 面的射流辅助切削钻头,直径略大于钻杆,当钻杆带着钻 头回转并给进时,将钻出直孔;当钻杆带着钻头只给进不 回转时,将钻出弧孔(也称弯孔)。导向钻头内部带有发 射器,地表有对应的接收器,能接收发射器采集到的斜掌 面方位、导向钻头指向、深度等参数,地面操作人员通过 控制参数达到控制施工轨迹的目的 导向孔施工的主要设备和仪器 导向孔施工主要用到以下设备: 探头 接口单元 司钻控制台 计算机 探头可以测出钻头当前位置的INC、AZ和HS(工具面)三个 角度,并将模拟信号传递到接口单元,由接口单位将信号转换为 数字信息后分送司钻控制台和计算机控制程序系统。钻机司钻根 据司钻控制台上提供的当前数据和下一步计划要达到的数据选择 进行司钻操作。控向人员根据测定的角度数据,输入钻进的钻杆 长度,由计算机程序自动计算当前钻头的三维坐标,控向员根据 当前数据制定下一步钻进计划,并提供给司钻。 并不是每一个司钻 人员可以将钻头
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