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 國外發(fā)展歷程 2
1.3 國內(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 國內(nèi)水平定向鉆穿越工程的等級劃分 7
1.4.3 水平定向鉆穿越技術(shù)的主要優(yōu)勢 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 11
2.1 水平定向鉆穿越勘察與測量 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 測量及勘察技術(shù)要求 13
2.2 水平定向鉆穿越*線設(shè)計 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*線計算 18
2.3 擴(kuò)孔孔徑設(shè)計 19
2.3.1 *終擴(kuò)孔直徑 19
2.3.2 擴(kuò)孔級差 19
2.4 回拖力計算及鉆機(jī)選擇 22
2.4.1 回拖力的構(gòu)成 22
2.4.2 回拖力計算方法簡介 23
2.4.3 三種回拖力計算方法分析 26
2.4.4 算例及對比分析 26
2.4.5 鉆機(jī)選擇 31
2.5 穿越管道設(shè)計 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、試壓與測徑 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 施工場地及進(jìn)場道路準(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)實施 55
3.2.4 導(dǎo)向孔鉆進(jìn)軌跡測量與控制 58
3.2.5 導(dǎo)向孔對穿工藝 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 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 磁場輔助定位裝置 95
4.2.4 鉆頭對接導(dǎo)向系統(tǒng) 96
4.2.5 水平定向鉆無線導(dǎo)向系統(tǒng)簡介 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 泥漿性能測試與控制 143
5.2 泥漿的設(shè)計與計算 149
5.2.1 泥漿的一般設(shè)計方法 149
5.2.2 泥漿材料用量計算 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)場泥漿管理 155
5.4.1 現(xiàn)場泥漿配制及管理 155
5.4.2 泥漿的回收與凈化 156
5.4.3 廢泥漿的無害化處理 158
參考文獻(xiàn) 158
第6章 水平定向鉆穿越重難點工程案例分析 160
6.1 長距離水平定向鉆穿越案例分析 160
6.1.1 主要難點分析及處理措施 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 管道穿越工程實踐與理論探討 213
6.6.1 *率半徑的計算推導(dǎo) 213
6.6.2 回拖入洞距離和高度（“貓背”）的計算推導(dǎo) 214
6.6.3 回拖力分析與**計算公式 216
6.6.4 *率半徑較小時產(chǎn)生附加拉力的分析方法 221
6.6.5 出土點與入土點高差對洞內(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地下管線探測技術(shù) 260
8.2.1 地下管線探測要求 260
8.2.2 地下管線探測質(zhì)量控制要點 260
8.2.3 常規(guī)探測技術(shù) 261
8.3防腐層完整性檢測 265
8.3.1 回拖前檢測 265
8.3.2 回拖后檢測 266
8.3.3 饋電法測試應(yīng)用實例 268
8.3.4 防腐層評價注意事項 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 271
9.1.1 Ф1422mm及以上的大管徑穿越 271
9.1.2 5km以上超長距離穿越 271
9.1.3 復(fù)雜地層和堅硬地層穿越 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 向陸對海、海對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 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