论文大口径管道定向钻穿越复杂地层的施工分析是关于定向钻方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关定向钻论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：大口径管道定向钻穿技术在很多工程施工都需要使用,例如输油管道、燃气管道、输水管道等,在现代施工当中,大口径管道定向钻穿技术的使用频率越来越高.大口径管道定向钻穿大都是长距离穿越,因此,在实际的施工过程中,会遭遇各类型复杂地层的阻碍,这就需要对此项技术进行改良,以适应各类型复杂地层,实施高效率、高质量施工.本文将对大口径管道钻穿复杂地层施工技术进行分析,提出其技术发展以及施工稳点,文章最后则以举例方式提出了大口径钻穿复杂地层施工设计与建议,分析了川气东送工程中的一个典型项目.
关键词：大口径管道定向钻穿技术、复杂地层、技术发展、施工要点、案例分析
大口径管道定向钻穿复杂地层是一种施工难度较大、施工周期较长,且变换因素较多的工程类型,而且带有一定的危险性,在施工过程中常易遭遇各类困难和阻碍,尤其是在冻土层和土层结构复杂的地区（山脉、黏土区、河流）,需要灵活的对施工进行控制,调整原有的技术工艺和施工方案.本文对该项技术进行分析讨论的目的就是为了提升这项技术的适应性,推动其发展,使之能够适应现代管道工程的需求.
一、复杂地层条件下定向钻钻穿技术的发展趋势
大口径管道定向钻穿复杂地层施工技术在我国的运用时间并不长,但是随着我国各类基础设施建设需要和经济发展需要的变化和提升,大口径管道定向钻穿技术在不断的实际运用中做到到了发展.无论是在工艺上、技术上,还是在设备上,该技术都有所提升.复杂地层条件下的定向钻穿技术今后将会逐步面向以下方向进行发展：
(一)钻井工艺、技术、设备发展多样化
如今的工程学科已经是多学科交叉模式下的综合性学科,在各类科学技术和专业学科的发展下,工程学科也将做到到巨大的发展.复杂地层定向钻穿技术中的大位移钻井技术、欠平衡钻井技术等多个复杂、高端的技术等到了持续的发展,每一项技术背景下的机械、仪器更是在不断的更新换代,无论在工作原理上、工作效率或效果上,都有了很大的进步.
未来此项技术发展与创新的重要内容之一,就是发明和创新性的机械和仪器,以适应新兴技术的需求.并且,这也是大口径管道定向钻穿复杂地层的需要,这类工程更多的依赖于先进的机械设备和高端精密的仪器,如检测地层结构等工作,是离不开精密仪器的配合的,可以说,先进机械设备和仪器已经成为了此类施工工程中的主角.
(二)工具和作业集成化、自动化、智能化
集成化、自动化与智能化发展是现代仪器、工具以及各类器械、系统未来必然的发展态势,对于定向钻穿技术所施工的工具、系统来讲,亦是如此.定向钻穿技术施工复杂、而且属于地下施工,它需要一个集成化、自动化和智能化的控制管理平台,实现工具和作业的集成化、自动化与智能化.
(三)钻井信息数字化
信息是现代社会活动、经济活动、工程活动必不可少的数据资料之一.对于定向钻穿复杂地层施工来讲,它需要一系列的数据支持和辅助,例如：图层数据、工具状态、工具使用参数、施工实时监测数据、机械动作指令的输出、执行与修正等.其数据之多、变化之复杂、统计之困难可想而知.这就需要一个强大的显示和分析系统,对这些信息和数据进行分类整理、对比分析.因此,未来,定向钻穿技术将拥有一个钻井信息数字化系统,实现钻井信息数字化,实现对钻进作业的科学管理与控制.现代的三维成像技术、虚拟现实技术等都是典型的信息数字化技术,它们具有将抽象事物具体化、将无法直接观察的事物凸显化的功能,能够有效解决定向钻穿施工封闭施工的难题.
(四)专业分工与作业合作化
专业分工与作业合作化是定向钻穿复杂地层未来发展的必然趋势.专业分工能够体现各项目施工与各类型施工的差异性,让整个施工显做到井井有条,精确解决复杂、高端的施工难题,也更有利于实现专业化的施工.同时,这也是未来该类型施工工程的需要.而作业合作化则是对专业分工的呼应,主要是将各类型的专业施工组合在一起,实现作业合作化与专业化,进一步刺激新型施工模式和新兴施工技术的诞生.
二、复杂地层条件下油气管线定向钻穿越技术控制要点
油气管线是大口径管道定向钻穿复杂地层施工中最为典型的施工工程.我国的川气东输以及国内、国际输油管道工程建设都使用到了此类施工技术.因此,本小节将以油气管道为例,阐述复杂地层环境下,管道定向钻穿技术的控制要点.
(一)定向钻进成孔方式
定向钻进成孔施工需要对成孔地段土层进行切割分离,对于疏松土质地区来讲,一般使用高压水射流即可.高压水射流主要是依靠组合喷嘴喷射高压水流,形成一定的力来起到成孔的作用.该技术成孔类型分为定向弧形孔和直孔两种类型.
对于存在硬质土壤夹层的土层来讲,高压水射流作业则一般选用牙轮钻头与弯接头组合工作,亦可选用合金钻头与弯接头组合工具.
高压水射流只适用于疏松土壤地带,无法在硬质岩层中起到成孔效果.当在硬质岩层进行成孔施工时,则选用钻头、弯接头和螺杆马达组合而成的钻进工具.依据岩层的坚硬层程度,可选择金刚石材质、刮刀钻头以及牙轮钻头等多种类型的钻头.
(二)油气管线定向钻穿越的地层土质不宜太疏松
疏松的土壤雖然有利于钻进和成孔,但是在进行土层选择时,还应当考虑安全和使用需要,因此,不能够选择太过疏松的土层.一般讲,地层中存在粉砂层、中砂层、亚黏土层等中和性土层的地层较为适合,而对于地层为流沙层、硬质卵石层的地层来讲,是无法进行施工的.当油气管道穿越河流、河谷地区时,则进行和开挖、套管或者固结等方式进行定向钻穿.
(三)泥浆控制
泥浆控制是定向钻穿施工中的关键环节,对泥浆成孔以及固壁性能的要求极高,泥浆控制步骤为：施工泥浆添加剂、一级钠基膨润土,按照计算好的比例进行混合加工,配比过程要严格按照相关要求执行；使用两套加料配浆系统进行配比,保障泥浆水化充分,提升泥浆的性能和循环周期；配置泥浆回收系统,以降低施工污染度,实现泥浆的循环使用；使用淡水进行膨润土水化,将泥浆的粘稠度控制在45至60s之间.
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参考文献：
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