無(wú)線控向技術(shù)在小型定向鉆穿越中應(yīng)用

無(wú)線控向技術(shù)在小型定向鉆穿越中應(yīng)用

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1、無(wú)線控向技術(shù)在小型定向鉆穿越中應(yīng)用  【摘要】無(wú)線控向系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單。適用于中、小型定向鉆穿越?!娟P(guān)鍵詞】無(wú)限控向;信號(hào);短距離;跟蹤測(cè)量;干擾WirelesscontroltechnologyinsmalltodirectionaldrillingapplicationJiangQing-song(JiangsuPetroleumExplorationBureauOilfieldConstructionDepartmentJiangduJiangsu225261)【Abstract】Wireles

2、scontroltothesystemeasytooperate.Suitableformediumandsmalldirectionaldrilling.【Keywords】Shortdistance;Unlimitedsteering;Signaltrackingandmeasuring;Interference1.前言(1)水平定向鉆敷設(shè)管道具有工期短、質(zhì)量高、不破壞周圍環(huán)境等特點(diǎn),并且由于使用了跟蹤定位系統(tǒng),能保證穿越管道達(dá)到設(shè)計(jì)埋深及在理想的出土點(diǎn)出土。8(2)水平定向鉆定向系統(tǒng)主要分:

3、有線控向系統(tǒng)和無(wú)線控向系統(tǒng)。目前使用最廣泛的是有線控向系統(tǒng),其控制精度高,用在大、中型定向鉆機(jī)上,適于進(jìn)行深、長(zhǎng)距離穿越。此系統(tǒng)價(jià)格昂貴,并且每根鉆桿中都需穿入電纜線、操作不便,接單根作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是操作者可以通過計(jì)算機(jī)比較直觀地了解探頭的詳細(xì)情況,并且一般沒有深度限制,抗干擾能力強(qiáng)。無(wú)線控向系統(tǒng)常用于中、小型定向穿越工程,它一般只能檢測(cè)15m以內(nèi)的深度,抗干擾能力不高,有障礙物時(shí)使用不便。其優(yōu)點(diǎn)是施工成本較低,操作起來(lái)簡(jiǎn)單,無(wú)需電纜線,接單根作業(yè)時(shí)間短,在實(shí)際施工應(yīng)用越來(lái)越廣泛。(3)定向鉆

4、穿越定位系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了導(dǎo)向鋪管的質(zhì)量?,F(xiàn)在應(yīng)用的定位系統(tǒng)主要是地面手提探測(cè)器配合有線控向系統(tǒng)或無(wú)線控向系統(tǒng)使用。2.無(wú)線控向系統(tǒng)特點(diǎn)及原理2.1系統(tǒng)組成。無(wú)線控向系統(tǒng)主要由無(wú)線探棒發(fā)射器、跟蹤接收器及遠(yuǎn)程顯示儀組成。2.2定位原理:無(wú)線探棒發(fā)射器依靠電磁波發(fā)送斜度、深度、方位等信息到接收器,再由接收器發(fā)送到遠(yuǎn)程顯示儀;接收器測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度可以判斷發(fā)射器的深度,發(fā)射器深度越深,信號(hào)越弱。3.無(wú)線控向流程3.1測(cè)量放線。8(1)測(cè)量放線涉及到的穿越點(diǎn)、加密點(diǎn)的坐標(biāo)(x、y、z)應(yīng)該使用全站儀進(jìn)行

5、精確的測(cè)量。根據(jù)設(shè)計(jì)交樁和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行穿越長(zhǎng)度的復(fù)測(cè),若設(shè)計(jì)交樁長(zhǎng)度與設(shè)計(jì)圖紙長(zhǎng)度不符,及時(shí)確認(rèn)長(zhǎng)度。必須測(cè)量出穿越點(diǎn)及穿越中心線沿線關(guān)鍵點(diǎn)的自然標(biāo)高。(2)在穿越中心線上設(shè)置加密樁,一般穿越軸線可通視情況下,在入土端一側(cè)設(shè)置3~5個(gè)樁,出土端設(shè)置2~3個(gè)樁,并且沿線每隔約50米設(shè)置1個(gè)樁,樁上設(shè)定標(biāo)記點(diǎn),以便做精準(zhǔn)點(diǎn)。3.2參數(shù)設(shè)定。(1)將探棒放入探棒室連接好鉆桿,確認(rèn)連接牢固,用角度尺或水平尺進(jìn)行工作面的測(cè)量,并回零。(2)將接收器置于離探棒3米處進(jìn)行“3米校準(zhǔn)”,并分別在不同距離測(cè)定數(shù)據(jù),

6、以判斷儀器誤差。可反復(fù)進(jìn)行“3米校準(zhǔn)”,將誤差控制在最小范圍。3.3穿越曲線的主要參數(shù)和設(shè)計(jì)的方式:3.3.1當(dāng)我們知道了穿越長(zhǎng)度,深度,入土角度和出土角度,管道材質(zhì)和直徑,壁厚等參數(shù)后,也可以手工進(jìn)行鉆孔曲線的設(shè)計(jì)和校正,穿越曲線一般有五段組成:第一直線段、第一造斜段、直線段、第二造斜段和第二直線段,如圖1。3.3.28直線段CD,一般是穿越障礙物的實(shí)際需要長(zhǎng)度,第一直線段AE和第二直線段BF是為了達(dá)到一定深度所需要的段,根據(jù)穿越深度及造斜段的長(zhǎng)度決定;第一造斜段EC是鉆桿進(jìn)入鋪管位置的過度段,

7、第二造斜段DF是鉆桿鉆出地表的過度段,因此,對(duì)典型的導(dǎo)向孔曲線的參數(shù)一般要求提供如下的幾個(gè)參數(shù):(1)穿越起點(diǎn)A(2)穿越終點(diǎn)B(3)鋪管深度h(4)第一造斜段的曲率半徑R1(5)第二造斜段的曲率半徑R2(6)鉆頭入土角α(7)鉆頭出土角βR1和R2主要由鉆桿的曲率半徑和待鋪設(shè)管線的允許彎曲半徑?jīng)Q定。若是PE管道,主要參考鉆桿的允許曲率半徑,若是鋼管時(shí),一般取R1≥1500d,R2≥1500d,d為待鋪管線的直徑(毫米)。3.4繪制導(dǎo)向孔曲線。(1)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙繪制導(dǎo)向孔施工曲線,繪制內(nèi)容包括自然

8、地面標(biāo)高曲線、導(dǎo)向孔曲線、特殊地層層位線。(2)導(dǎo)向孔曲線要與設(shè)計(jì)曲線一致,導(dǎo)向孔曲線由10m的線段組成,每根線段變化的角度要小于設(shè)計(jì)曲率半徑允許的變化角度。導(dǎo)向孔曲線一般可分為入土直線段、入土井斜段、水平段、出土井斜段和出土直線段5部分,繪制曲線時(shí)要進(jìn)行體現(xiàn)。(3)導(dǎo)向孔曲線橫縱坐標(biāo)可以用埋深、水平長(zhǎng)度或標(biāo)高、里程等方法,根據(jù)操作者的習(xí)慣選擇使用方法。84.導(dǎo)向孔的施工4.1導(dǎo)向孔的施工,如圖2。(1)施工時(shí)根據(jù)地層條件,應(yīng)與司鉆很好地配合,控制好鉆進(jìn)速度和泥漿排量,保證鉆孔方向

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