水平定向鉆水平定向穿越施工原理分析
水平定向鉆水平定向穿越施工原理分析
水平定向鉆系統簡介：各種規格的水平定向鉆都是由鉆機系統、動力系統、控向系統、泥漿系統、鉆具及附助機具組成，它們的結構及功能介紹如下：
1鉆機系統：是穿越設備鉆進作業及回拖作業的主體，它由鉆機主機、轉盤等組成，鉆機主機放置在鉆機架上，用以完成鉆進作業和回拖作業。轉盤裝在鉆機主機前端，連接鉆桿，并通過改變轉盤轉向和輸出轉速及扭矩大小，達到不同作業狀態的要求。
2動力系統：由液壓動力源和發電機組成動力源是為鉆機?
3控向系統：控向系統是通過計算機監測和控制鉆頭在地下的具體位置和其它參數，引導鉆頭正確鉆進的方向性工具，由于有該系統的控制，鉆頭才能按設計曲線鉆進，現經常采用的有手提無線式和有線式兩種形式的控向系統。
4泥漿系統：泥漿系統由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成，為鉆機系統提供適合鉆進工況的泥漿。
5鉆具及輔助機具：是鉆機鉆進中鉆孔和擴孔時所使用的各種機具。鉆具主要有適合各種地質的鉆桿，鉆頭、泥漿馬達、擴孔器，切割刀等機具。輔助機具包括卡環、旋轉活接頭和各種管徑的拖拉頭。
水平定向鉆水平定向穿越
水平定向穿越（HDD）技術在油氣管道穿越河流、湖泊、交通干線、鐵路樞紐等障礙和重要區域時具有明顯的優越性。水平定向穿越的最終擴孔直徑一般為管道直徑的1.3～1.5倍。1、水平定向穿越固控原理和常用方法水平定向穿越所謂泥漿固相控制（通常簡稱固控）工藝就是對泥漿中的固體顆粒進行控制的原理和技術方法。通過固控技術以清除泥漿中的有害固體，保留有用固相，滿足穿越工藝對泥漿性能的要求。水平定向穿越泥漿中的有害固相主要是指對設備磨損、影響泥漿流變性能的鉆屑。1．1水平定向穿越固液分離的基本原理水平定向穿越固相分離遵循斯托克司定理，該定律闡明了球形小顆粒在液體中自由沉降的數學關系。V=g(ρS-ρ)d2/18η式中V——顆粒沉降速度，cm/s；d——顆粒直徑，g/cm3g——重力加速度，981cm/s2；η——液體粘度，cPρS——顆粒密度，g/cm3；ρ——液體密度,g/cm3上式即為Stokes定律，這一定律是分析沉淀池、水力旋流器和離心機等凡利用重力場進行分離的基本公式。1．2國內水平定向穿越泥漿固控的常用方法水平定向穿越在國內乃至世界發展的時間不長，在鉆孔和泥漿方面沒有自己的完善體系，目前在很大程度上是將油田的工藝體系改進后吸收應用。
在國內水平定向穿越泥漿的固相分離方法與油田有些類似，主要有稀釋、沉淀和機械清除三種方法。A、稀釋：將穿越返出的泥漿回收到泥漿罐中，然后加入水、鈉土和添加劑調配到穿越所需的泥漿性能，達到降低泥漿固含的目的。優點：方法簡單，成本低；缺點：固相清除不徹底。B、沉淀：在穿越出、入土點各挖一個泥漿池或更多，將返漿導入池內，經過一定時間的自然沉降后，抽取上層液相進入泥漿循環，拋去底層的固相。優點：操作簡單，成本低，能耗少；缺點：場地占用大，沉降分離速度慢，并且底層的固相難以清除。C、機械清除：就是采用固相控制系統分離固相的方法。所謂固控系統，是指振動篩、除砂器、除泥器、微型除泥器以及除砂清潔器、除泥清潔器、離心機和循環大罐等，即根據固相控制的要求，組成的一套系統。在大多數情況下以機械清除最有效、最經濟。采用固相控制體系進行水平定向穿越泥漿回收是主要的、常用的方法。但在大型穿越施工中，經常在不知不覺也用到了前面的2種方法。2、固相控制系統在水平定向穿越中的使用目前國內使用的水平定向穿越泥漿固控回收系統由國產和進口各占半壁江山，進口的主要是小型的，隨鉆機進口時配套的；國產的主要是大型的，是根據用戶需要配制的。無論是國產的還是進口的，系統的選擇主要根據以下原則：①、需要清除或抑制的顆粒類型和尺寸；②、穿越需要維護的泥漿的質量；③、鉆機能力的大小、固相清除速率及循環速率。
相關標簽:
