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高寒高海拔超长公路隧道建设关键技术——以天山胜利隧道为例
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作者 彭文波 高翔 +2 位作者 刘继国 郑聪 蹇宜霖 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第5期1027-1040,I0005-I0018,共28页
在建乌鲁木齐至尉犁高速公路天山胜利隧道全长22.1 km,是世界最长的高速公路隧道。该隧道自南向北穿越天山山脉,建设面临复杂的工程地质和水文地质条件、恶劣的高寒高海拔环境、高地震烈度及严格的环保要求,且国内外尚无20公里级高速公... 在建乌鲁木齐至尉犁高速公路天山胜利隧道全长22.1 km,是世界最长的高速公路隧道。该隧道自南向北穿越天山山脉,建设面临复杂的工程地质和水文地质条件、恶劣的高寒高海拔环境、高地震烈度及严格的环保要求,且国内外尚无20公里级高速公路隧道建设案例,隧道结构安全和运营安全面对诸多技术难题。结合隧道特征、建设环境及水文地质条件,开展隧道长距离水平定向钻勘探、总体方案比选、压注工法双模式TBM设计、活动性断层抗震设计、防灾救援和健康运维等重大工程方案研究。勘探方面,采用机载三维激光扫描测量、高精度遥感、长距离水平定向钻勘测技术快速精确获取地质参数、缩短勘测周期;设计方面,采用双行车隧道+服务隧道总体设计方案、压注工法双模式TBM设计方案提升隧道施工运营安全、缩短施工工期,采用活动性断层结构抗震设计方案、洞内消防水池设计方案提升隧道结构韧性;运维方面,采用隧道智慧防灾救援和健康运维方案、光环境品质提升技术,提高隧道运营安全及品质,实现秒级报警,即时响应,5 min应急值班室人员到达事故现场快速救援。 展开更多
关键词 天山胜利隧道 抗震设计 水平定向钻 压注工法双模式TBM 防灾救援
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三维可视化HDD钻导向孔钻柱力学分析软件的研制与应用——以3300m长江天然气管道穿越工程为例
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作者 徐良奎 吴益泉 +3 位作者 于跃洋 周志宏 覃江 江山 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期111-115,共5页
钻导向孔的成功与否是决定3 300m长江天然气管道穿越工程成败的关键,需要对钻导向孔的钻柱进行力学分析,提前判断钻柱的受力情况,并判断钻具组合是否满足施工要求。为此,综合利用传统的软钻柱模型和较新的ABIS模型,研发了HDD钻导向孔钻... 钻导向孔的成功与否是决定3 300m长江天然气管道穿越工程成败的关键,需要对钻导向孔的钻柱进行力学分析,提前判断钻柱的受力情况,并判断钻具组合是否满足施工要求。为此,综合利用传统的软钻柱模型和较新的ABIS模型,研发了HDD钻导向孔钻柱力学分析软件,可进行钻导向孔时钻柱的受力分析和三维图像显示。将该软件与国外常用的Ridgewood Software(RS)软件进行对比,从井口推力及井口扭矩来看,两者的计算结果很接近;同时还将该软件在某管道穿越工程中进行了模拟应用,将软件计算结果与实测数据进行了比较。结果表明:HDD钻导向孔钻柱力学分析软件能够很好地预测钻导向孔时钻柱的力学状态,并能用三维图像直观地显示导向孔内钻杆的变形与应力分布情况。该软件的成功研制与应用,为长江3 300m天然气管道穿越工程钻导向孔的钻具组合提供了技术支持,其国产化对管道穿越工程钻导向孔的设计和大规模的工程应用奠定了基础。 展开更多
关键词 长江 长距离 天然气管道穿越 导向孔 软钻柱模型 ABIS模型 螺旋屈曲 井口推力 井口扭矩
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管道在水平定向钻施工及服役期的力学响应分析
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作者 郑华 《人民长江》 北大核心 2025年第1期198-204,共7页
水平定向钻穿越管道在施工及服役期的力学响应受到多种因素的影响,现有理论和计算方法均在很大程度上受限于经验修正参数的选择。基于现场实测数据,通过有限元数值模拟对钢管在水平定向钻施工回拖过程中的受力变形及在外部压力作用下的... 水平定向钻穿越管道在施工及服役期的力学响应受到多种因素的影响,现有理论和计算方法均在很大程度上受限于经验修正参数的选择。基于现场实测数据,通过有限元数值模拟对钢管在水平定向钻施工回拖过程中的受力变形及在外部压力作用下的结构稳定性进行研究。模拟结果表明:在回拖过程中,钢管在出土端的Mises应力和纵向弯矩明显大于入土端;在钻孔的弯曲段,钢管的Mises应力和纵向弯矩均随着弯曲段曲率半径的减小而增大;当钢管在外部压力作用下发生结构屈曲失稳时,塑性应变主要集中在管道的顶部、底部及两侧位置处,其所能承受的外部压力随着管道壁厚的增大而增大,随着直径的增大而减小。 展开更多
关键词 水平定向钻 钢管 施工回拖 结构稳定性
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水平定向钻钻进过程地表沉降控制实验研究
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作者 李建斌 袁家怡 +2 位作者 罗沈 詹芝洁 黄文聪 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第4期100-107,共8页
在软土分布广泛的华南沿海地区采用水平定向钻非开挖技术建设地下电缆、供水管网等城市基础设施,往往面临较大挑战。针对软土地层中水平定向钻施工引起的地表沉降问题进行深入研究并加以控制,具有重要意义。该文以沿海地区中山市某水平... 在软土分布广泛的华南沿海地区采用水平定向钻非开挖技术建设地下电缆、供水管网等城市基础设施,往往面临较大挑战。针对软土地层中水平定向钻施工引起的地表沉降问题进行深入研究并加以控制,具有重要意义。该文以沿海地区中山市某水平定向钻施工铺设电缆工程为研究对象,通过室内实验方式得到不同注浆加固土体参数,运用数值计算方法探究了不同水灰比注浆加固方案对土体的加固效果,以及对地面沉降的影响,并应用于现场工程,验证了注浆加固方案的有效性;同时探讨了土体参数与地表最大沉降值的关系,推导得出注浆加固土体的临界水灰比。研究结果表明,水灰比0.80注浆加固方案可有效减少水平定向钻钻进过程造成的地表沉降,最大减少约92.4%;经数理逻辑统计方式推导出临界水灰比为0.90,当加固方案中的水灰比大于0.90时,地表土体加固效果不佳,土体稳定性不足,反之,土体可获得良好的加固效果。该文采用室内实验、数值模拟和现场试验相结合的方式,为学生了解软土地层加固方式和加固过程提供了更清晰的思路,实现了产学研相结合的目的,也为同类型软土地层开展水平定向钻施工提供了参考依据。 展开更多
关键词 水平定向钻 注浆加固土体 地表沉降 临界水灰比
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水平定向钻载荷下天然气管道失效智能预测研究
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作者 何婷 杨松 +3 位作者 张开 陈利琼 黄坤 陈星宇 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第4期1370-1379,共10页
为研究水平定向钻载荷下埋地天然气管道的失效条件,结合水平定向钻施工特点和天然气管道实际情况,建立了钻头-土体-管道有限元模型,得到包括影响水平定向钻载荷作用的六个关键特征变量的失效数据集。基于该数据集,建立智能失效预测模型... 为研究水平定向钻载荷下埋地天然气管道的失效条件,结合水平定向钻施工特点和天然气管道实际情况,建立了钻头-土体-管道有限元模型,得到包括影响水平定向钻载荷作用的六个关键特征变量的失效数据集。基于该数据集,建立智能失效预测模型,通过树结构Parzen估计器(Tree-structured Parzen Estimator,TPE)优化极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)模型性能。结果表明,与支持向量积、随机森林、贝叶斯回归等算法相比,XGBoost-TPE算法性能最好,平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)为7.8127 MPa,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)为11.3256 MPa,决定系数(R2)为0.9891。研究可为天然气管道交叉工程及周边工程水平定向钻施工风险定量评价及安全管理提供理论支撑。 展开更多
关键词 安全工程 天然气管道 水平定向钻载荷 有限元模拟 极端梯度提升 树结构Parzen估计器优化
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基于事故树的N-K模型施工事故风险耦合分析 被引量:1
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作者 蒋富强 黎景雄 +4 位作者 赵晨松 张卫中 康钦容 张满 姜永东 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第28期12391-12398,共8页
为了研究水平定向钻施工事故风险,考虑事故树定性分析与N-K模型(N为系统的组件数量,K为每个组件与其他组件的交互数量)定量分析方法的缺点,从人为、设备、环境及管理4类风险因素构建一种基于事故树的N-K施工事故风险分析综合模型。通过... 为了研究水平定向钻施工事故风险,考虑事故树定性分析与N-K模型(N为系统的组件数量,K为每个组件与其他组件的交互数量)定量分析方法的缺点,从人为、设备、环境及管理4类风险因素构建一种基于事故树的N-K施工事故风险分析综合模型。通过建立事故树施工底层事件与N-K模型耦合风险因素集合映射关系,分别计算单因素、双因素以及多因素耦合风险概率,求解风险耦合值。结果表明:水平定向钻施工事故风险概率随着风险耦合因素的增加而增大;三因素耦合作用时,设备-环境-管理耦合作用值最大为0.2608,人为-设备-管理次之为0.2034;双因素耦合作用时,环境-管理耦合作用值最大为0.1554;水平定向钻施工事故共有50种引发事故的可能途径,可以按照准备阶段、导向孔钻进阶段、扩孔阶段、管道回拖阶段与规划管理阶段对整体事故风险进行分阶段预防。研究成果一方面可为风险研究提供新的综合模型,另一方面也可为水平定向钻安全施工提供重要的参考依据。 展开更多
关键词 事故树 N-K模型 水平定向钻 事故风险 耦合分析
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放顶煤工作面以孔代巷合理布孔参数 被引量:2
7
作者 李杰 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第15期6225-6233,共9页
为了解决刘家梁矿2号煤层低含量赋存高强度开采引发工作上隅角瓦斯问题,缓解矿井因岩巷掘进造成采掘接替紧张的局面,提出了采用大直径高位走向长钻孔代替工作面低位岩石抽采巷的瓦斯治理技术,结合矿井2号煤层顶板煤岩物理力学参数,通过... 为了解决刘家梁矿2号煤层低含量赋存高强度开采引发工作上隅角瓦斯问题,缓解矿井因岩巷掘进造成采掘接替紧张的局面,提出了采用大直径高位走向长钻孔代替工作面低位岩石抽采巷的瓦斯治理技术,结合矿井2号煤层顶板煤岩物理力学参数,通过理论分析、UDEC、FLUENT数值模拟的方法,分别从工作面裂隙带发育、工作面采空区流场分布等不同的专业角度,分析、研究了瓦斯流通通道及赋存规律,为定向高位钻孔合理布孔层位选择提供理论支撑;结合1号钻场瓦斯抽采效果,修正工作面煤岩赋存资料,优化2号钻场抽采设计,调整钻孔布置参数,以工作面瓦斯抽采纯量、上隅角瓦斯浓度为指标,对不同条件下瓦斯治理效果进行对比,实践证明:走向高位长钻孔能够取代低位岩石抽采巷,用于低含量赋存、高强度开采的放顶煤工作上隅角瓦斯治理,治理效果显著,上隅角瓦斯浓度维持在0.6%以下。 展开更多
关键词 高位定向钻孔 以孔代巷 上隅角 水平布孔范围 钻孔参数
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水平定向钻孔水压致裂地应力测量数值模拟分析
8
作者 刘夏临 王震 何志坚 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第10期2049-2057,共9页
为解决水平钻孔水压致裂法在地应力测量中计算原理不明确的问题,以天山胜利隧道水平定向钻勘察项目为依托,首先构建基于原生裂隙法与多孔交汇法的水平孔围岩三维应力状态理论模型,并探讨其控制边界条件及计算方法;然后,通过与室内物理... 为解决水平钻孔水压致裂法在地应力测量中计算原理不明确的问题,以天山胜利隧道水平定向钻勘察项目为依托,首先构建基于原生裂隙法与多孔交汇法的水平孔围岩三维应力状态理论模型,并探讨其控制边界条件及计算方法;然后,通过与室内物理模型试验数据进行对比分析,验证理论模型的合理性;最后,构建水平孔水压致裂法地应力测量有限元模型,通过对比数值模拟、理论计算和室内试验结果,验证该有限元模型建模方法的可行性。结果表明:1)理论模型计算结果与室内物理模型试验记录数据接近,最大误差为6.8%,说明结合原生裂隙法与多孔交汇法构建的水平孔围岩应力状态理论模型可以适用于基于水平定向钻勘察的水压致裂法地应力计算;2)数值模拟结果与试验记录数据接近,最大误差为9.51%,说明采用Abaqus扩展有限元法(XFEM)结合嵌入式Cohesive单元的方法能够合理模拟真实水平孔水压致裂测量地应力的过程;3)理论模型计算结果与数值模拟结果的一致性较好,最大误差在允许范围内,验证了理论模型与有限元模拟方法的正确性、准确性和可靠性。 展开更多
关键词 水平定向钻 水压致裂 地应力测量 数值模拟
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水平定向钻穿越水敏性地层冒浆预测及防控 被引量:1
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作者 郑华 《人民长江》 北大核心 2024年第7期167-173,共7页
非开挖水平定向钻穿越施工中,孔内压力过高会造成地表隆起冒浆事故,严重污染周围环境,造成重大经济损失。以福州市塘坂引水工程供水管道水平定向钻穿越项目为例,考虑工程水敏性软化造浆地层,基于Mohr-Coulomb准则构建了针对水敏弱膨胀... 非开挖水平定向钻穿越施工中,孔内压力过高会造成地表隆起冒浆事故,严重污染周围环境,造成重大经济损失。以福州市塘坂引水工程供水管道水平定向钻穿越项目为例,考虑工程水敏性软化造浆地层,基于Mohr-Coulomb准则构建了针对水敏弱膨胀地层的孔内最大允许泥浆压力计算模型,并通过现场位移监测数据验证了模型的正确性;随后通过现场应用校验了非开挖水平定向钻穿越水敏弱膨胀地层的冒浆防控技术可靠性。研究结果表明:所推导的计算模型比现有其他孔内允许泥浆压力预测模型更加适用于水敏性软化造浆地层;水平定向钻穿越冒浆防控技术应以孔内泥浆压力控制为主,结合泥浆技术、工艺优化防止憋压,最后辅以局部薄弱点加强、定向控制冒浆等手段进一步加强冒浆预防措施,保障施工安全。 展开更多
关键词 非开挖施工 水平定向钻 水敏性地层 冒浆
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水平定向钻回拖载荷预测模型及其特征参数敏感性分析 被引量:7
10
作者 蔡亮学 何利民 +1 位作者 王鑫 薛振兴 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期114-119,共6页
减阻工艺对水平定向钻(HDD)穿越工程的成功实施至关重要,系统研究诸因素对回拖载荷的影响规律是制定减阻工艺的前提。提出一种回拖载荷计算的新模型,基于新模型,全面分析各特征参数的影响规律及其对回拖载荷计算的敏感性,并讨论各组成... 减阻工艺对水平定向钻(HDD)穿越工程的成功实施至关重要,系统研究诸因素对回拖载荷的影响规律是制定减阻工艺的前提。提出一种回拖载荷计算的新模型,基于新模型,全面分析各特征参数的影响规律及其对回拖载荷计算的敏感性,并讨论各组成部分对回拖载荷的贡献权重。结果表明:当扩径比大于或等于1.5时,曲率半径、管道抗弯刚度对回拖载荷的影响明显减弱;泥浆重度、管土摩擦系数与扩径比是回拖载荷计算中敏感性最强的特征参数;管道自重及由此引起的管土摩擦力对回拖载荷的贡献权重最大;弯曲段阻力效应所导致的阻力波动幅度最大,是减阻工艺解决的关键问题之一;泥浆拖曳阻力比较稳定,对回拖载荷的贡献权重小于10%。 展开更多
关键词 管道敷设 水平定向钻 回拖载荷 预测 敏感性分析 贡献权重
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高强度大通孔钻杆接头圆锥梯形螺纹的有限元分析及改进设计 被引量:24
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作者 张幼振 石智军 +2 位作者 田东庄 龚城 彭腊梅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1219-1223,共5页
结合钻杆的受力特点,对其螺纹参数展开研究,建立了接头圆锥梯形螺纹的三维模型,应用有限元法分析了接头螺纹在多种工况下的等效应力与接触应力分布规律;依据分析结果,提出了复合锥度设计与柱面结构密封的改进方案。研究结果表明,新设计... 结合钻杆的受力特点,对其螺纹参数展开研究,建立了接头圆锥梯形螺纹的三维模型,应用有限元法分析了接头螺纹在多种工况下的等效应力与接触应力分布规律;依据分析结果,提出了复合锥度设计与柱面结构密封的改进方案。研究结果表明,新设计有效地改善了内、外螺纹最后啮合处的应力集中,提高了螺纹密封性能。试验结果显示该接头的承载与密封性能达到了设计目标,完全满足煤矿井下定向钻进施工的需要。 展开更多
关键词 钻杆 接头螺纹 有限元分析 水平定向钻进
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煤矿井下近水平定向钻技术研究与应用 被引量:114
12
作者 姚宁平 张杰 李乔乔 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第10期53-57,共5页
为了提高煤矿井下瓦斯抽采孔的钻孔深度和瓦斯抽采效果,采用煤矿井下近水平定向钻技术在煤层施工近水平长钻孔、多分支孔。系统介绍了该定向钻技术及不同煤层条件下成孔方法,然后根据定向钻孔在煤层施工特点,分析在煤层施工近水平定向... 为了提高煤矿井下瓦斯抽采孔的钻孔深度和瓦斯抽采效果,采用煤矿井下近水平定向钻技术在煤层施工近水平长钻孔、多分支孔。系统介绍了该定向钻技术及不同煤层条件下成孔方法,然后根据定向钻孔在煤层施工特点,分析在煤层施工近水平定向钻孔所面临地质条件复杂、钻孔轨迹难控制、钻孔事故复杂等技术难点,总结现场施工经验,形成一套适合定向钻孔施工的常用钻具组合、施工流程、钻孔轨迹控制等工艺方法。该定向钻技术在杜儿坪煤矿、双柳煤矿的成功应用说明其满足最大孔深大于500 m和煤层钻遇率大于90%的瓦斯抽采孔施工要求。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 水平定向孔 多分支孔 钻孔事故 钻孔轨迹控制
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水平定向钻进随钻测量及方位校正研究 被引量:20
13
作者 徐涛 罗武胜 +1 位作者 杜列波 吕海宝 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期236-240,共5页
根据水平定向钻进角度随钻测量的要求,描述了用三轴加速度计与三轴磁强计测量地下钻头姿态—方位角、倾斜角和工具面向角的方法,针对由于钻具铁磁性材料造成干扰磁场对方位测量引入的误差,提出了利用当地地磁场进行校正的方法,详细分析... 根据水平定向钻进角度随钻测量的要求,描述了用三轴加速度计与三轴磁强计测量地下钻头姿态—方位角、倾斜角和工具面向角的方法,针对由于钻具铁磁性材料造成干扰磁场对方位测量引入的误差,提出了利用当地地磁场进行校正的方法,详细分析了校正原理,同时给出校正步骤和仿真结果。结果表明,这种校正方法能够在不更换钻具的情况下获得准确的方位角,因此可以大大减少无磁钻铤的长度,节省钻进成本。 展开更多
关键词 水平定向钻 姿态测量 随钻测量 方位角 方位校正 磁强计
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煤矿井下随钻测量电磁传输信道建模 被引量:34
14
作者 王家豪 董浩斌 +1 位作者 石智军 方俊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1705-1710,共6页
煤矿井下随钻测量系统目前主要采用有线方式进行信号传输,但是存在通缆钻杆加工技术要求严格、使用成本高等缺点,研制适用于煤矿井下的电磁波随钻测量系统十分必要。与地面钻进中井下-地面电磁传输信道不同,煤矿井下电磁波随钻测量采用... 煤矿井下随钻测量系统目前主要采用有线方式进行信号传输,但是存在通缆钻杆加工技术要求严格、使用成本高等缺点,研制适用于煤矿井下的电磁波随钻测量系统十分必要。与地面钻进中井下-地面电磁传输信道不同,煤矿井下电磁波随钻测量采用孔内-孔口电磁传输信道,电磁信号传输过程中衰减特性亟待研究。基于经典电磁理论,结合煤层及煤层围岩电性,运用等效传输线法,计算了孔口接收电极间信号电压,包括煤岩层导电性、发射信号频率、钻杆电阻率、钻杆长度对接收信号电压的影响。仿真结果表明,相同工作条件下,煤矿井下孔口电极接收电压小于地面电极接收电压,大于地面电极接收电压一半。 展开更多
关键词 电磁随钻测量 近水平定向钻进 等效传输线 衰减特性
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五宝场地区快速钻井综合技术研究 被引量:6
15
作者 黄桢 何春容 +2 位作者 范兴亮 李小林 王锐 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期11-13,共3页
川东北五宝场地区钻探工作始于1996年,完钻4口井(渡5、渡21、渡22、渡23井),其中获得工业性气产能的有2口井(渡5、渡21井),但沙溪庙组气藏基本处于未开发状况。五宝场构造地层倾角小、浅气层井地层较复杂、地层孔隙压力、地层破裂压力... 川东北五宝场地区钻探工作始于1996年,完钻4口井(渡5、渡21、渡22、渡23井),其中获得工业性气产能的有2口井(渡5、渡21井),但沙溪庙组气藏基本处于未开发状况。五宝场构造地层倾角小、浅气层井地层较复杂、地层孔隙压力、地层破裂压力、地层坍塌压力剖面不全、钻井液密度窗口窄,且该区所钻的定向浅层气井靶区方位较窄、井斜控制难度较大,特别是产层,漏失后可能出现井涌或井喷,严重影响了建井周期。为此,在该区后续钻井过程中,通过优化钻井参数、优选钻井液体系、合理选用钻头、优化井身结构设计以及系列综合钻井技术调整,机械钻速由原来的1.57m/h提高到了7.43m/h。建议在该区浅井定向钻井中,采用双扶正器组合,不仅能安全钻达靶区,同时可大大提高机械钻速。 展开更多
关键词 五宝场构造 钻井 水平井 定向井 机械钻速 钻井液 钻井参数 优化
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钻进扭矩与摩阻分析及减扭措施 被引量:18
16
作者 张文华 胡国清 +1 位作者 桑路 辛秀琴 《石油钻探技术》 CAS 2001年第4期22-24,共3页
详细分析了大斜度定向井和水平井钻进过程中摩阻和扭矩较大的原因 ,并从井眼轨迹优化、钻具组合优化设计、钻井液设计、减扭工具的研制与应用四方面给出了减扭措施 ,在大港油田张巨河地区、港东地区的应用表明 ,该减扭措施能提高有效破... 详细分析了大斜度定向井和水平井钻进过程中摩阻和扭矩较大的原因 ,并从井眼轨迹优化、钻具组合优化设计、钻井液设计、减扭工具的研制与应用四方面给出了减扭措施 ,在大港油田张巨河地区、港东地区的应用表明 ,该减扭措施能提高有效破岩扭矩 ,加快钻进速度。 展开更多
关键词 定向井 水平井 钻柱扭矩 摩擦损失 井眼轨迹 钻具组合 钻井液 工具 钻井速度 大港油田
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水平定向钻进随钻测量系统研究与设计* 被引量:17
17
作者 徐涛 刘翠海 黄青斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1976-1980,共5页
针对水平定向钻进具体的测量需求,提出了基于三轴加速度计和三轴磁强计的随钻测量方法,在此基础上利用MEMS微硅加速度计和MEMS磁阻式磁强计进行了系统设计,研制了实际的随钻测量装置,并通过采取特定的措施,如温度补偿和方位校正改善系... 针对水平定向钻进具体的测量需求,提出了基于三轴加速度计和三轴磁强计的随钻测量方法,在此基础上利用MEMS微硅加速度计和MEMS磁阻式磁强计进行了系统设计,研制了实际的随钻测量装置,并通过采取特定的措施,如温度补偿和方位校正改善系统性能。结果表明,该装置能够安装在地下钻具的内部,钻进的同时完成倾角、面向角、方位角等参数的检测,倾角精度达±0.7°,面向角精度达±1.0°,方位角精度±2.0°。无论在外观还是在性能上都达到国外同类产品的水平,填补了国内空白。 展开更多
关键词 随钻测量 加速度计 磁强计 倾角 面向角 方位角 水平定向钻进
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水平定向钻穿越施工中钻井液渗透对孔壁塑性半径的影响 被引量:11
18
作者 曾聪 马保松 刘厚平 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期57-61,66,共6页
以大直径水平定向钻进(HDD)在实际砂土层的工况为对象,通过理论分析和实验室测试的方法推导HDD钻孔孔壁的塑性半径的计算公式,并对试验测试结果进行分析。结果表明:当压差等于零或内压大于外压时,孔壁塑性半径受到钻井液渗透的影响非常... 以大直径水平定向钻进(HDD)在实际砂土层的工况为对象,通过理论分析和实验室测试的方法推导HDD钻孔孔壁的塑性半径的计算公式,并对试验测试结果进行分析。结果表明:当压差等于零或内压大于外压时,孔壁塑性半径受到钻井液渗透的影响非常小,几乎趋近于一个定值;当内外压差小于1.0 MPa时,塑性半径受钻井液渗透影响程度呈指数增加,当内外压差大于1.0 MPa时,其理论值已经超过了实际工程钻井液渗透的半径。 展开更多
关键词 钻井 水平定向钻进 塑性半径 钻井液
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井眼轨道设计的广义方程及其应用 被引量:6
19
作者 艾池 刘修善 +1 位作者 王军 冯永江 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 1998年第4期23-26,共4页
针对井眼轨道设计的内容、形式以及设计方法的多样性问题,提出了井眼轨道设计的广义方程.该方程与井眼轨道的具体描述模型无关,适用于定向井和水平井的二维和三维剖面设计.待钻井眼设计采用“空间圆弧段-稳斜井段”模型;绕障井段... 针对井眼轨道设计的内容、形式以及设计方法的多样性问题,提出了井眼轨道设计的广义方程.该方程与井眼轨道的具体描述模型无关,适用于定向井和水平井的二维和三维剖面设计.待钻井眼设计采用“空间圆弧段-稳斜井段”模型;绕障井段设计是将障碍物抽象为铅直圆柱;对于三维漂移轨道设计,除考虑最大井斜角和第一稳斜段外,还要确定初始方位角.通过对待钻井眼设计、绕障定向井设计和方位漂移轨道设计的分析。 展开更多
关键词 定向钻井 水平钻井 井眼轨道 设计模型 钻井设计
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大斜度井环空岩屑床厚度评价技术及其应用 被引量:7
20
作者 杨明合 黄彦 +4 位作者 翟应虎 李祥银 王文广 李祖光 张旭 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期62-64,共3页
大斜度井段和水平井段极易在钻井过程中形成岩屑床,为解决定向井井眼净化问题,在考虑钻杆旋转、钻井液性能和岩屑颗粒尺寸等多种因素的基础上,推导出了一套适合大斜度井、水平井的无岩屑沉降的环空临界返速模型。在此基础上,修正了环空... 大斜度井段和水平井段极易在钻井过程中形成岩屑床,为解决定向井井眼净化问题,在考虑钻杆旋转、钻井液性能和岩屑颗粒尺寸等多种因素的基础上,推导出了一套适合大斜度井、水平井的无岩屑沉降的环空临界返速模型。在此基础上,修正了环空岩屑床厚度评价模型。利用该模型对冀东柳103-平1井环空岩屑床厚度进行了评价。结果表明,该井在井斜角为66°左右时岩屑床厚度达到了最大,但没有达到发生复杂事故临界点。实践表明:该方法可为现场工程师在大斜度井段和水平井段水力参数的设计提供指导,能有效避免钻井复杂事故。 展开更多
关键词 大斜度井 定向井 水平井 流变模型 岩屑床 钻井液
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