解决定向钻穿越回拖失败的问题

在水平定向穿越管道回拖过程中,针对钻杆无法克服回拖阻力而发生断裂和回拖活节出现故障等问题,在此提供一种可将滞留管段重新拖回至地面的补救用振动拖管机械。所构思拖管器主要运用液压马达产生的驱动力结合振动马达所产生的振激力,将设备从管线端行走至事故管段,固定并产生振动,达到减小阻力的目的。在利用地面设备将地下管道拖回到管线工地。此类机械能最大程度降低经济损失,为以后重新组织的施工节省时间,有良好的应用前景。     

水平定向钻穿越电力管束时管道受力及安全分析

水平定向钻进技术(HDD)在市政电力排管施工中得到普遍应用,由于电力管道施工过程中的多管组合回拖和压密注浆等施工特点,不仅使得回拖时的阻力增加,而且作用在管道外壁上的注浆压力同时会降低管道抗外压能力,与单根管道的回拖施工有明显差别。考虑多管组合回拖效应,利用管束的等效半径和管束与孔壁的等效摩擦系数,对常用的ASTM回拖力计算方法进行改进,使其更适用电力管道回拖力计算;同时将注浆压力作为管道所受外压力,分析注浆时管道的应力,从而保证管道回拖和注浆施工中的安全。     

非开挖铺管阻力新计算模型及减阻措施

在非开挖工程中,计算出当前工艺条件下的铺管阻力、选择正确的铺管方法是整个工程成败的关键。通过数学解析方法,重点考虑回拖过程中管道弯曲段弯曲阻力的影响,建立了铺管阻力新计算模型。实践证明,该模型计算值与实测值仅相差6%,比较符合实际,提出的减阻措施对现场施工也有一定的指导意义。      

油气管道水平定向钻穿越回拖力分析

水平定向钻穿越是油气管道穿越最重要的非开挖方式,而管道回拖力的计算是选择穿越设备、校核穿越设备能力的重要基础。目前国内工程设计中采用国家标准《油气输送管道穿越工程设计规范》和行业标准《油气输送管道工程水平定向钻穿越设计规范》中推荐的公式进行计算,在国际上一般采用PRCI报告中推荐的计算方法。通过理论计算和实际工程回拖力对比,推荐采用国标公式进行最大回拖力的计算,同时对国标中摩擦系数和黏滞力系数进行验证,给出了较为确定的数值。经过实际工程的验算,与回拖结果基本相符,可以作为后续的回拖力计算使用。     

水平定向钻回拖过程中泥浆剪切速率分析

泥浆拖曳阻力是水平定向钻（HDD）回拖载荷的重要组成部分,但目前理论分析结果与现场实验观察相去甚远,究其原因是泥浆流变参数的不合理选用。研究发现低剪切速率下的流变特性更适于HDD回拖载荷的相关计算,而目前对于低剪切速率的量化分析尚未出现。本文分析泥浆剪切速率的影响因素并总结其在HDD穿越工程中的取值范围,据此估算环形空间中泥浆的剪切速率。研究表明,HDD工程中泥浆剪切速率的实际值在10s-1范围内。     

水平定向钻进铺管孔／管直径比设计取值方法

孔／管直径比是水平定向钻进铺管工程的重要基础设计参数,其取值大小直接关系到工程的成败、效率、安全和铺设后的管道运行安全。采用力学分析方法建立的回拖阻力数值模型及开发的专用软件,可以方便快捷地对孔管直径比取值进行精确的量化评价,并能够较好地解决工程设计中的一些复杂的数值计算问题,具有良好的推广应用前景。     

对非开挖钻孔缩径抱管问题的分析探讨

水平定向钻进非开挖铺管的回拖阻力异常增大往往是钻孔缩径抱管所造成.分析了影响缩径抱管应力的因素:主要是孔内泥浆压力与地应力之差、土层的弹性模量、蠕变性、时间和泥浆失水量;籍此建立了"零失水"状况下计算抱管应力的经验公式,并对泥浆失水造成的影响做了探讨;从综合控制孔内泥浆压力、采用强降失水泥浆体系、紧凑施工作业时间、提高泥浆的润滑性等方面提出了降低抱管阻力的措施.     

长距离非开挖穿越技术在岩石层、砂层的施工实践

立沙油品储运项目输油管道东江穿越工程,管道穿越水平距离为1085m。穿越地层主要为不同风化程度的花岗岩及砂层等复杂地层,其中穿越最硬岩石单轴饱和抗压强度达到36．7MPa,采用大型非开挖水平定向钻机进行施工。简述了施工测量及确定方位角、钻导向孔、扩孔及管道回拖等主要施工过程。通过采用加设直径300mm导向套管、布置人工磁场等施工措施,有效地保证了穿越轨迹与设计曲线重合;存泥浆中添加堵漏剂等外加剂,防止泥浆从岩石裂隙巾流失;在施工至砂层时增加泥浆粘度及添加润滑剂等措施防止塌孔．同时减小扩孔及回拖阻力：采用开挖发送沟并在沟内灌水,使管道存孔内保持悬浮状态等措施以减少管道的摩擦阻力,确保管道顺利回拖。     

HDD穿越奥斯汀湖铺设球墨铸铁管的回拖力计算

在管道回拖过程中,球墨铸铁管与钢质、塑料质管道表现出不同的特征。对钢管和塑料管的回拖力计算模型及方法已经被大众接受。这里基于本工程的柔性限位接口球墨铸铁管建立了一个新的回拖力计算模型,经实践获得的数据验证,其方法可行、计算结果可靠。     

水平定向钻顶管结合工法的可行性分析

水平定向钻工法和顶管工法都具有高效、环保、不影响交通、不开挖地表等优点,但对于穿越距离长、地形地质条件复杂等具有挑战性的工况,单一穿跨越形式由于其自身工艺的局限性很难满足工程实施要求,如果采用联合穿跨越,可充分利用各种穿跨越方式的技术优势,有效降低施工难度、节省投资、更有利于工程安全顺利实施。目前国内外对于这种联合穿跨越结构形式应用较少,理论研究较为匮乏,未形成成熟的理论和施工技术,针对水平定向钻和顶管工法结合的可行性进行了分析,并且针对最关键的管道曲率半径和顶管始发井长度进行了定量的分析。计算结果表明,钢管不适合直接从顶管始发坑中回拖,而PE管道在直径较小和深度不大时能直接通过顶管始发井进行回拖,节省工程成本。     

水平定向钻进铺管孔／管比设计软件开发

为了方便用户使用水平定向钻进铺管孔／管比设计模型,笔者利用现代计算机技术编制了孔／管直径比设计软件供用户使用。软件采用Visual C＋＋作为开发工具,以理论计算模型为依据,将铺管回拖阻力计算和强度校核融为一体,并集成了国内现有品牌钻机设备和相关管道的参数,具有用户界面友好、操作方便简捷、模块性好、计算速度快、容错能力强等优点,具有较好的实用价值。     

定向钻管段施工的卡管原因分析与解决方案

定向钻穿越段周边地质超出规定范围,是导致定向钻管段卡管的内因,施工单位采取的预防和处置措施不当,是定向钻穿越卡管事故的外因。盲目扩大管孔直径,或增加洗孔次数,对预防卡管作用有限,甚至可能起负作用。地质情况复杂多变情况下,定向钻管段正式回拖前进行试拖,确定合适的回拖工艺参数,是预防卡管的有效措施。回拖前应编制和落实解卡预案,一味强拖可能越卡越紧,甚至拉断钻杆或连接万向节;没有钻机有效引导,夯管锤暴力强夯,管段会塑性变形严重。最好回拖前就在管道入土端事先备好地锚或夯管锤,以尽量缩短解卡时间,避免泥浆干涸凝固。对于存在孤石的复杂地质,应使用前端为尖锥状的回拖头。     

堆载下单桩负摩阻力工作性状非线性数值分析

利用三维非线性数值方法对一算例在堆载作用下桩侧负摩阻力进行了计算分析。计算结果揭示了摩擦型、端承型桩负摩阻力工作性状的异同;分析了堆载速度、桩顶荷载对负摩阻力的影响:堆载越快,负摩阻力越小;在无桩顶荷载作用下,由负摩阻力引起的下拉荷载最大,可视为常规方法设计的上限值;桩顶荷载与堆载施工顺序对负摩阻力的影响也很大,先施加桩顶荷载,后进行堆载所产生的负摩阻力最大,反之最小。     

定向钻穿越技术在清江河天然气管道敷设的应用

清江河天然气管道工程是在河床下穿越1500多米的Φ1016×26.2天然气钢管和Φ114硅管套管。该河为通航河道,河底地面高程最低-5.90m左右,最大水深6.0~8.6m。地层为填土、淤泥质粘粉土、淤泥质粉砂、粉质粘土夹粉砂细砂。施工中通过优化施工方案,针对导向孔轨迹控制、淤泥地层定向钻进纠偏、大口径扩孔清孔和长输大口径管道回拖采取了一些有效的技术措施,确保了工程一次性回拖成功。     

定向钻穿越回拖大口径管线的发送技术

本文介绍了定向钻穿越回拖管线在一般地形和特殊地形下发送管道的几种发送管道施工方法及成功案例,为同类型的定向钻回拖管线施工提供了技术参考。     

水平定向钻无套管双管回托工艺研究

本文结合单根管道水平定向钻穿越回托力计算,对无套管双管回托力计算方法进行了理论分析,并通过工程实例对计算公式进行了修正,得出了无套管双管回托力计算方法,以期为同类工程实践提供理论参考。     

郑东新区顶管施工中影响顶进阻力的因素分析

阐述在郑东新区顶管施工中影响顶进阻力大小的诸多因素，进行理论分析并列举出计算顶进阻力的方法，提出了减小顶进阻力的思路。     

保证定向钻施工质量的探讨

定向钻管段穿越石方段时防腐可能划伤,应增加外防护层或采用帕罗特防腐结构;地下存在孤石时,管条回拖前进行试拖就可以发现问题并克服。     

考虑泥浆套不同形态的顶管管壁摩阻力计算公式

大直径、长距离顶管施工常通过注浆形成泥浆套来减小阻力,泥浆套的形态及其完整性对管壁摩阻力大小有决定性作用,现有摩阻力计算公式一般未考虑不同泥浆套形态对摩阻力的影响,计算结果与实际情况相差较大。根据不同施工状况对顶管外壁泥浆套的可能形态进行了分类及成因分析,提出了判断3种常见泥浆套形态的方法。利用半无限弹性体中柱形圆孔扩张理论探讨了注浆压力对泥浆套厚度的影响,结合非线性流体力学计算泥浆与管壁接触产生的摩阻力,最终采用挖掘面稳定假设,针对3种泥浆套形态提出了摩阻力计算公式。采用该方法对工程案例进行计算,计算结果与实测数据对比表明：现有摩阻力计算公式的计算结果过于保守,所提出的计算公式是合理和有效的。     

下部扩大段复合桩抗拔承载力设计方法与试验研究

下部扩大段复合桩是一种新型抗拔桩,采用理论分析与现场试验相结合的方法,分析了下部扩大段复合桩抗拔作用机制,提出了该桩型单桩抗拔承载力理论模型及计算参数。结果表明：在一定上覆土层厚度条件下,下部扩大段桩侧阻力受到上端阻力作用的影响得到增强,试验条件下采用经验参数法进行计算时的发挥系数可达1.6;上部非扩大段抗拔承载力受到扩大段上端阻力的影响得到减弱,发挥度有所降低;上部非扩大段桩径相对扩大段较小时,仅可考虑扩大段桩侧阻力和上端阻力进行下部扩大复合桩抗拔承载力计算;通过与试验对比,验证了模型和理论方法的可靠性、实用性。该研究成果可供工程设计参考。