油氣管道定向鉆穿越技術(shù)及應(yīng)用

目錄
自序
前言
第1章 水平定向鉆穿越技術(shù)概況 1
1.1 水平定向鉆穿越技術(shù)的起源 1
1.2 國(guó)外發(fā)展歷程 2
1.3 國(guó)內(nèi)發(fā)展歷程 4
1.4 水平定向鉆穿越技術(shù)的基本原理 6
1.4.1 水平定向鉆穿越技術(shù)的基本工序 6
1.4.2 國(guó)內(nèi)水平定向鉆穿越工程的等級(jí)劃分 7
1.4.3 水平定向鉆穿越技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì) 8
1.4.4 水平定向鉆穿越技術(shù)的局限性 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 水平定向鉆穿越工程設(shè)計(jì) 11
2.1 水平定向鉆穿越勘察與測(cè)量 11
2.1.1 工程地質(zhì)勘察的重要性 11
2.1.2 勘察方案的選擇 11
2.1.3 地質(zhì)勘察中關(guān)鍵的地層參數(shù) 12
2.1.4 測(cè)量及勘察技術(shù)要求 13
2.2 水平定向鉆穿越*線設(shè)計(jì) 15
2.2.1 穿越深度 15
2.2.2 穿越地層選擇 16
2.2.3 入出土點(diǎn)位置 16
2.2.4 入出土角度 17
2.2.5 *率半徑 17
2.2.6 水平定向鉆*線計(jì)算 18
2.3 擴(kuò)孔孔徑設(shè)計(jì) 19
2.3.1 *終擴(kuò)孔直徑 19
2.3.2 擴(kuò)孔級(jí)差 19
2.4 回拖力計(jì)算及鉆機(jī)選擇 22
2.4.1 回拖力的構(gòu)成 22
2.4.2 回拖力計(jì)算方法簡(jiǎn)介 23
2.4.3 三種回拖力計(jì)算方法分析 26
2.4.4 算例及對(duì)比分析 26
2.4.5 鉆機(jī)選擇 31
2.5 穿越管道設(shè)計(jì) 32
2.5.1 管材的選取 32
2.5.2 管道的應(yīng)力校核 33
2.5.3 管道防腐與防護(hù) 40
2.5.4 焊接、檢驗(yàn)、試壓與測(cè)徑 47
參考文獻(xiàn) 48
第3章 水平定向鉆穿越施工工藝 50
3.1 施工準(zhǔn)備 50
3.1.1 設(shè)計(jì)文件復(fù)核 50
3.1.2 施工技術(shù)方案編制 50
3.1.3 地下設(shè)施再調(diào)查 50
3.1.4 施工場(chǎng)地及進(jìn)場(chǎng)道路準(zhǔn)備 51
3.1.5 施工設(shè)備安裝 51
3.1.6 施工材料和資源準(zhǔn)備 52
3.2 導(dǎo)向孔施工 52
3.2.1 導(dǎo)向孔鉆進(jìn)方式 52
3.2.2 導(dǎo)向孔鉆進(jìn)的鉆具組合 54
3.2.3 導(dǎo)向孔鉆進(jìn)實(shí)施 55
3.2.4 導(dǎo)向孔鉆進(jìn)軌跡測(cè)量與控制 58
3.2.5 導(dǎo)向孔對(duì)穿工藝 62
3.3 擴(kuò)孔施工 65
3.3.1 擴(kuò)孔的方式及基本原理 65
3.3.2 擴(kuò)孔施工的鉆具選型 69
3.3.3 擴(kuò)孔施工的控制措施 70
3.4 管道回拖 73
3.4.1 管道回拖前的準(zhǔn)備 73
3.4.2 管道回拖的鉆具組合 73
3.4.3 管道回拖控制措施 74
3.4.4 管道回拖降浮的措施 75
3.4.5 管道多接一回拖 76
參考文獻(xiàn) 78
第4章 水平定向鉆穿越施工設(shè)備及鉆具 79
4.1 水平定向鉆機(jī) 79
4.1.1 鉆機(jī)的分類(lèi) 79
4.1.2 鉆機(jī)的組成（以模塊式鉆機(jī)為例） 81
4.1.3 鉆機(jī)性能參數(shù) 85
4.2 導(dǎo)向系統(tǒng) 85
4.2.1 導(dǎo)向系統(tǒng)的原理 86
4.2.2 導(dǎo)向系統(tǒng)的組成 93
4.2.3 磁場(chǎng)輔助定位裝置 95
4.2.4 鉆頭對(duì)接導(dǎo)向系統(tǒng) 96
4.2.5 水平定向鉆無(wú)線導(dǎo)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介 97
4.3 泥漿設(shè)備 98
4.3.1 泥漿配制設(shè)備 98
4.3.2 泥漿泵 99
4.3.3 泥漿處理系統(tǒng) 103
4.4 鉆具 103
4.4.1 鉆頭 103
4.4.2 擴(kuò)孔器 107
4.4.3 泥漿馬達(dá) 110
4.4.4 鉆桿 111
4.4.5 無(wú)磁鉆鋌 114
4.4.6 旋轉(zhuǎn)接頭 116
4.4.7 扶正器 117
4.4.8 打撈鉆具 117
4.5 夯管錘 124
4.5.1 夯管錘結(jié)構(gòu)和原理 125
4.5.2 夯管錘的選用及參數(shù) 126
4.6 推管機(jī) 126
4.6.1 推管機(jī)結(jié)構(gòu)和原理 126
4.6.2 推管機(jī)選用及參數(shù) 130
參考文獻(xiàn) 130
第5章 水平定向鉆穿越泥漿 131
5.1 泥漿基礎(chǔ) 131
5.1.1 泥漿的基本理論 131
5.1.2 泥漿的功用 139
5.1.3 泥漿材料 140
5.1.4 泥漿性能測(cè)試與控制 143
5.2 泥漿的設(shè)計(jì)與計(jì)算 149
5.2.1 泥漿的一般設(shè)計(jì)方法 149
5.2.2 泥漿材料用量計(jì)算 150
5.3 典型泥漿配方 151
5.3.1 松散地層泥漿配方 151
5.3.2 水敏抑制性泥漿配方 152
5.3.3 硬巖穿越泥漿配方 153
5.3.4 海水泥漿配方 154
5.4 現(xiàn)場(chǎng)泥漿管理 155
5.4.1 現(xiàn)場(chǎng)泥漿配制及管理 155
5.4.2 泥漿的回收與凈化 156
5.4.3 廢泥漿的無(wú)害化處理 158
參考文獻(xiàn) 158
第6章 水平定向鉆穿越重難點(diǎn)工程案例分析 160
6.1 長(zhǎng)距離水平定向鉆穿越案例分析 160
6.1.1 主要難點(diǎn)分析及處理措施 160
6.1.2 典型施工案例 162
6.2 大口徑穿越案例分析 180
6.2.1 主要難點(diǎn)分析及處理措施 180
6.2.2 典型施工案例 180
6.3 卵礫石層穿越案例分析 184
6.3.1 主要難點(diǎn)分析及處理措施 184
6.3.2 典型施工案例 185
6.4 海底管道水平定向鉆穿越 192
6.4.1 海底管道定向鉆穿越概述 192
6.4.2 穿越的主要難點(diǎn)及處理措施 192
6.4.3 典型施工案例 194
6.5 山體巖溶地層穿越案例分析 205
6.5.1 主要難點(diǎn)分析及處理措施 205
6.5.2 典型施工案例 207
6.6 管道穿越工程實(shí)踐與理論探討 213
6.6.1 *率半徑的計(jì)算推導(dǎo) 213
6.6.2 回拖入洞距離和高度（“貓背”）的計(jì)算推導(dǎo) 214
6.6.3 回拖力分析與**計(jì)算公式 216
6.6.4 *率半徑較小時(shí)產(chǎn)生附加拉力的分析方法 221
6.6.5 出土點(diǎn)與入土點(diǎn)高差對(duì)洞內(nèi)泥漿穩(wěn)定性影響的理論分析 223
參考文獻(xiàn) 226
第7章 典型事故分析處理及案例 227
7.1鉆桿斷裂及打撈 227
7.1.1 原因分析 227
7.1.2 預(yù)防及處理措施 229
7.1.3 工程實(shí)例 231
7.2卡鉆 232
7.2.1 原因分析 232
7.2.2 預(yù)防及處理措施 233
7.2.3 卡鉆事故實(shí)例 235
7.3管道回拖受阻 235
7.3.1 原因分析 236
7.3.2 預(yù)防及處理措施 236
7.3.3 管道回拖受阻工程實(shí)例 237
7.4孔壁失穩(wěn) 241
7.4.1 原因分析 241
7.4.2 預(yù)防及處理措施 243
7.4.3 孔壁失穩(wěn)工程實(shí)例 245
7.5冒漿與漏漿 247
7.5.1 原因分析 247
7.5.2 預(yù)防及處理措施 249
7.5.3 工程實(shí)例 253
參考文獻(xiàn) 254
第8章 水平定向鉆施工質(zhì)量控制 256
8.1施工過(guò)程質(zhì)量控制 256
8.1.1 導(dǎo)向孔鉆進(jìn) 256
8.1.2 擴(kuò)孔 257
8.1.3 管道回拖 258
8.1.4 泥漿 259
8.2地下管線探測(cè)技術(shù) 260
8.2.1 地下管線探測(cè)要求 260
8.2.2 地下管線探測(cè)質(zhì)量控制要點(diǎn) 260
8.2.3 常規(guī)探測(cè)技術(shù) 261
8.3防腐層完整性檢測(cè) 265
8.3.1 回拖前檢測(cè) 265
8.3.2 回拖后檢測(cè) 266
8.3.3 饋電法測(cè)試應(yīng)用實(shí)例 268
8.3.4 防腐層評(píng)價(jià)注意事項(xiàng) 270
參考文獻(xiàn) 270
第9章 水平定向鉆穿越的發(fā)展前景和展望 271
9.1總體發(fā)展趨勢(shì) 271
9.1.1 Ф1422mm及以上的大管徑穿越 271
9.1.2 5km以上超長(zhǎng)距離穿越 271
9.1.3 復(fù)雜地層和堅(jiān)硬地層穿越 271
9.2水平定向鉆穿越技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬 271
9.2.1 向陸對(duì)海、海對(duì)海等海洋管道穿越領(lǐng)域延伸 271
9.2.2 向山體穿越領(lǐng)域縱深發(fā)展 272
9.2.3 向地質(zhì)勘察等其他領(lǐng)域發(fā)展 272
9.3水平定向穿越裝備及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 273
9.3.1 鉆機(jī) 273
9.3.2 鉆桿 274
9.3.3 鉆具 275
9.3.4 導(dǎo)向儀器 276
9.4水平定向鉆穿越新技術(shù) 276
9.4.1 水平定向鉆硬巖鉆進(jìn)技術(shù) 276
9.4.2 水平定向鉆旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù) 277
9.5水平定向鉆穿越智能化發(fā)展展望 279
參考文獻(xiàn) 280
后記 282