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(tǒng)簡(jiǎn)介：各種規(guī)格的水平定向鉆都是由鉆機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控向系統(tǒng)、泥漿系統(tǒng)、鉆具及附助機(jī)具組成，它們的結(jié)構(gòu)及功能介紹如下：
1鉆機(jī)系統(tǒng)：是穿越設(shè)備鉆進(jìn)作業(yè)及回拖作業(yè)的主體，它由鉆機(jī)主機(jī)、轉(zhuǎn)盤等組成，鉆機(jī)主機(jī)放置在鉆機(jī)架上，用以完成鉆進(jìn)作業(yè)和回拖作業(yè)。轉(zhuǎn)盤裝在鉆機(jī)主機(jī)前端，連接鉆桿，并通過(guò)改變轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向和輸出轉(zhuǎn)速及扭矩大小，達(dá)到不同作業(yè)狀態(tài)的要求。
2動(dòng)力系統(tǒng)：由液壓動(dòng)力源和發(fā)電機(jī)組成動(dòng)力源是為鉆機(jī)?
3控向系統(tǒng)：控向系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和控制鉆頭在地下的具體位置和其它參數(shù)，引導(dǎo)鉆頭正確鉆進(jìn)的方向性工具，由于有該系統(tǒng)的控制，鉆頭才能按設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn)，現(xiàn)經(jīng)常采用的有手提無(wú)線式和有線式兩種形式的控向系統(tǒng)。
4泥漿系統(tǒng)：泥漿系統(tǒng)由泥漿混合攪拌罐和泥漿泵及泥漿管路組成，為鉆機(jī)系統(tǒng)提供適合鉆進(jìn)工況的泥漿。
5鉆具及輔助機(jī)具：是鉆機(jī)鉆進(jìn)中鉆孔和擴(kuò)孔時(shí)所使用的各種機(jī)具。鉆具主要有適合各種地質(zhì)的鉆桿，鉆頭、泥漿馬達(dá)、擴(kuò)孔器，切割刀等機(jī)具。輔助機(jī)具包括卡環(huán)、旋轉(zhuǎn)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(shù)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(qū)域時(shí)具有明顯的優(yōu)越性。水平定向穿越的最終擴(kuò)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(jiǎn)稱固控）工藝就是對(duì)泥漿中的固體顆粒進(jìn)行控制的原理和技術(shù)方法。通過(guò)固控技術(shù)以清除泥漿中的有害固體，保留有用固相，滿足穿越工藝對(duì)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(duì)設(shè)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(shù)學(xué)關(guān)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(jī)等凡利用重力場(chǎng)進(jìn)行分離的基本公式。1．2國(guó)內(nèi)水平定向穿越泥漿固控的常用方法水平定向穿越在國(guó)內(nèi)乃至世界發(fā)展的時(shí)間不長(zhǎng)，在鉆孔和泥漿方面沒(méi)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(jìn)后吸收應(yīng)用。
在國(guó)內(nèi)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(jī)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(diào)配到穿越所需的泥漿性能，達(dá)到降低泥漿固含的目的。優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單，成本低；缺點(diǎn)：固相清除不徹底。B、沉淀：在穿越出、入土點(diǎn)各挖一個(gè)泥漿池或更多，將返漿導(dǎo)入池內(nèi)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的自然沉降后，抽取上層液相進(jìn)入泥漿循環(huán)，拋去底層的固相。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，成本低，能耗少；缺點(diǎn)：場(chǎng)地占用大，沉降分離速度慢，并且底層的固相難以清除。C、機(jī)械清除：就是采用固相控制系統(tǒng)分離固相的方法。所謂固控系統(tǒng)，是指振動(dòng)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(jī)和循環(huán)大罐等，即根據(jù)固相控制的要求，組成的一套系統(tǒng)。在大多數(shù)情況下以機(jī)械清除最有效、最經(jīng)濟(jì)。采用固相控制體系進(jìn)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(jīng)常在不知不覺(jué)也用到了前面的2種方法。2、固相控制系統(tǒng)在水平定向穿越中的使用目前國(guó)內(nèi)使用的水平定向穿越泥漿固控回收系統(tǒng)由國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口各占半壁江山，進(jìn)口的主要是小型的，隨鉆機(jī)進(jìn)口時(shí)配套的；國(guó)產(chǎn)的主要是大型的，是根據(jù)用戶需要配制的。無(wú)論是國(guó)產(chǎn)的還是進(jìn)口的，系統(tǒng)的選擇主要根據(jù)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(hù)的泥漿的質(zhì)量；③、鉆機(jī)能力的大小、固相清除速率及循環(huán)速率。
相關(guān)標(biāo)簽:
