高压B天然气管线岷江河流定向钻穿越工程

本文简要介绍了非开挖水平定向钻机在卵砾石地层中的施工。采用国产谷登800－L型钻机,在施工中采用有线导向形式,通过配制专用泥浆,从而圆满完成施工。     

基于非开挖随钻检测系统与随机森林的地层岩性识别

通过自主研发设计的非开挖随钻检测系统,采集非开挖钻进参数,进行非开挖钻进实时地层岩性识别,为非开挖施工提供安全信息保证。针对非开挖工程工勘资料缺乏,掘进地层岩性难以判断的问题,提出了一种基于非开挖随钻检测系统实时采集数据,利用随机森林算法建立地层识别模型,通过模型去识别未知地层,并将识别结果可视化展示。通过非开挖随钻检测系统在工程现场的实际应用,获得了包括钻速、扭矩、转速、拉力、泵压、泵量等钻进敏感参数作为训练样本,利用随机森林算法对采集的钻进参数进行训练,构造决策树与随机森林,对钻进参数进行分类,建立了以典型非开挖地层岩性分类为目标的分类模型,分别确定了杂填土、黏土、粉细砂、砾石和淤泥的地层分类标签。进一步,基于机器学习的分类结果,利用PCA主成分分析将地层识别特征降维至三维,实现了地层岩性识别结果的三维展示。将预测模型应用于实际工程,以验证其有效性。结果表明,该方法能在非开挖实时钻进条件下快速识别钻进地层,识别正确率高达92%。该研究成果通过采集导向随钻参数,识别非开挖掘进段地层岩性,为非开挖扩孔阶段钻具选型、泥浆设计等提供了重要信息。     

地下连续墙施工影响应力重分布的数值模拟

对武汉市某超大型超深基坑10幅邻近地连墙跳跃式施工过程进行了三维有限差分数值模拟。数值模拟步骤依次为泥浆护壁成槽开挖、混凝土浇筑及混凝土硬化3个过程。泥浆护壁成槽开挖及混凝土浇筑分别采用常静液压力和变静液压力的方式加载,混凝土的硬化过程采用变弹性模量和泊松比的线弹性实体单元完成。数值计算结果与实测数据吻合较好。对单个跳跃式开挖过程墙上土压力的监测揭示了地下连续墙施工影响应力重分布的变化规律。模拟施工完成后10幅地下连续墙上的土压力值沿墙长度方向随静止土压力值上下波动,波谷出现在槽段连接处附近,波峰接近槽段中心轴,波动幅度大小与土体深度有关。分析表明,泥浆压力、混凝土灌注压力及土压力差值是影响墙后应力重分布波动幅度的主要原因,适当的泥浆重度及合理的注浆方式能避免土体扰动。     

泥浆性能对定向钻进铺管孔壁稳定性的影响

本文通过对泥浆性能的分析,特别是对泥浆流变参数的控制与调节在定向钻进非开挖铺管中的作用及其护壁原理的分析,简要阐述了泥浆性能对定向钻进铺管孔壁稳定性的影响,对非开挖定向钻进铺管施工有一定的指导意义。     

中美非开挖行业市场调查与分析

文中较详细地介绍了中美两国近两年进行的非开挖市场调查情况,主要包括非开挖施工设备（水平定向钻机和微型顶管机）的增长情况和各类非开挖施工方法在污水管道和自来水管道铺设或修复中的应用情况,并通过这些数据比较了中国非开挖行业存在的差距,分析了中国非开挖行业的市场前景。     

水平定向钻机中常用调速系统

随着非开挖技术的成熟及普及,越来越多的电力、通讯、市政、水利、原油及天然气管道铺设均采用非开挖技术施工。水平定向钻机在非开挖定向施工中扮演着极其重要的角色。本文主要对几种常见调速系统进行简单的介绍,探讨其在水平定向钻机中的应用。     

泥水盾构泥水仓泥浆压力控制模型研究

目前隧道施工过程中泥水盾构施工参数多根据现场施工经验调整,缺乏系统的模型泥水盾构施工参数与泥浆压力大小之间的理论计算模型。通过对泥水平衡盾构的类型和工作原理进行细致的研究分析,提出盾构掘进过程中各施工参数需满足的关系式,并以此建立了泥水盾构泥水仓泥浆压力控制模型,得到了泥水盾构可控施工参数直接量化控制泥水仓泥浆压力的计算方法,并提出泥水仓内的泥浆需要满足盾构施工泥浆渣土悬浮和输送能力的要求,推导了泥水盾构掘进速度与进浆流量的关系式。研究结果表明,泥水仓泥浆压力随着进浆流量及盾构掘进速度的增大而增大,随着排浆流量的增大而减小。结合长沙地铁6号线泥水盾构施工工程,通过实例仿真计算,验证了此计算模型的有效性。研究成果为泥水平衡盾构泥水仓泥浆压力控制的研究提供了理论基础。     

2010年中国非开挖行业调查

本文分析了中国地质学会非开挖技术专业委员会对2010年我国非开挖行业的调查和统计,主要是水平定向钻机的销售情况和非开挖管道修复与更换方法在管道工程施工中的应用情况,最后总结了2010年我国非开挖行业发展的几个特点。     

非开挖穿越工程中泥浆的选用与优化设计

钻井液（或称泥浆）是钻井工程中的“血液”,也是非开挖穿越工程的“血液”。通过钻井液的循环能够将钻井中各部分有机结合在一起,实现安全高效的钻进。随着我国经济的发展和社会的进步,提出的西气东输、川气东输等大型管道建设项目,数目众多的非开挖穿越工程陆续开工。论文从大型非开挖穿越工程实际需要出发,将工程中所选用泥浆的功用、选用原则等方面进行了论述,并结合国内已经施工的一些穿越工程实例,通过现场数据和试验结果分析对比,对大型非开挖穿越工程中泥浆提出了更加合理、高效的选用原则。并对不用工程条件下所使用泥浆的配合比做出了试验性配合比方案,并在工程实践中得到了很好的证明和应用。     

盾构隧道开挖面稳定的可靠度研究

目前,盾构隧道开挖面稳定性评价方法均是确定性方法。为了考虑土体参数的变异性,提出用可靠方法来评价其稳定程度。采用数值模拟方法,研究了隧道开挖面极限支护压力。基于BP神经网络预测大量给定地层参数工况下的开挖面极限支护压力,对其进行统计,得其概率分布特征。在理论分析的基础上,结合工程实际,探讨了盾构施工土压力的确定原理。建立了隧道开挖面稳定的极限状态方程,对其进行了可靠度分析。该研究除能够科学、合理地评价开挖面的稳定程度外,对于盾构施工过程中合理地设定开挖面支护压力也具有一定的参考作用。     

易坍塌地层双管水平定向钻进工艺研究

水平定向钻进技术已被广泛地用于铺设各种管线,具有施工速度快,对地面破坏小,不会影响已有管线的正常使用等优点。但是,在砂卵石和粉细砂类易坍塌地层中,常规的单钻杆水平定向钻进常会出现导向偏差和钻孔坍塌等事故。在已有技术的基础上,开发出了一套双管水平定向钻进系统,包括双回转动力头钻机、内外钻杆、双管导向节。通过现场应用证明了该双管系统具有导向精度高、调整方向灵敏等优点,能克服易坍塌地层带来的导向精度差和钻孔坍塌等难题。     

ROCK-600型钻机在小秦岭金矿田勘探中的应用

ROCK-600型钻机是一款适合地质勘查需求的便携式钻机,适用于金刚石绳索取心等多种钻探工艺方法。以河南省小秦岭金矿田观音峪矿区钻探施工为例,介绍了ROCK-600型钻机的使用情况,根据矿区地层条件及钻孔设计要求,合理地选择了钻压、转速及泵量,提高了钻进效率,并对钻机在钻进作业过程中存在的不足提出了一些改进建议,以便该钻机能在不同矿区应用中发挥更大的作用。     

旋挖钻机提钻速度对井壁稳定的影响分析

介绍了用旋挖钻机施工桩孔提钻时孔内波动压力的产生和井壁稳定原理,建立了井内波动压力的计算模型,分别分析和计算了各施工工艺参数产生的波动压力值,给出了许用提钻速度的计算方法.     

ZMK5530TZJ100型车载钻机的试验研究

车载钻机可满足多种钻进工艺施工,具有钻进效率高、事故处理能力强、机动灵活和操作简单等优点,主要用于地面煤层气抽采井的施工。为检验ZMK5530TZJ100型车载钻机的性能,在山西晋城进行了实钻验证,完成了一口终孔直径171.50 mm、井深1 675.39 m的水平定向煤层气抽采井。施工过程中,采用了空气潜孔锤、泥浆正循环、孔底马达定向钻进等不同的工艺,检验了钻机对工艺的适应性;潜孔锤最高钻速达32 m/h,泥浆循环最高钻速达11.2 m/h,钻进速度快;设置的多种电液联动保护功能,避免了因误操作造成的机构损坏;试验中未发生任何机械故障并成功处理一次卡钻事故,该钻机为地面煤层气抽采井施工提供了一款实用装备。      

Efficient drilling in horizontal directional drilling by implementing the concept of specific energy

The oil and gas industry has successfully used the concept of specific energy (SE) to maximise drill rate and identify inefficient conditions in drilling operations. This paper proposes the idea of implementing the concept of SE in horizontal directional drilling (HDD), a pipeline installation technique which was adopted from horizontal oil well drilling technology. The similarity of the HDD technique with oil well drilling makes SE surveillance a very useful tool in HDD operations. SE monitoring during the drilling stage of HDD can address drilling dysfunctions and maximise the rate of penetration. SE can be calculated in real-time and displayed to the rig personnel during the operation. This paper discusses the concept of SE and how it can be used in HDD projects, and it also illustrates an example application of SE in a case study.     

厚层近海回填抛石填土层钻孔灌注桩施工技术

烟台港万华工业园码头工程改造项目,设计采用φ600、1000 mm的钻孔灌注桩。上部为厚层近海回填抛石填土层,钻进困难,极易塌孔,成孔难度大,采用大型旋挖钻机带护筒跟管钻进成孔,内外二层套管护壁,穿过回填层及混砂层后,采用泥浆护壁旋挖钻机继续钻进,护筒不再跟进,既可保证成孔质量又能降低施工成本。外护筒可在灌注完成后拔出,重复利用,减少工程造价。     

定福庄地热试验井成井工艺研究

JR-121井位于北京市定福庄南里,开采蓟县系雾迷山组1600m以深热储层的岩溶裂隙水。该试验井施工使用GZ-2000型水源钻机,TBW-850/50型泥浆泵,钻探深度2202.98m。成井过程中,根据不同层段,采用不同成井工艺,在目的含水层的上覆非取水层段,采用分级下套管及水泥封闭的方法进行止水,泥浆与回旋方法钻进;在取水段,采用裸眼孔底钻铤加压、泥浆护壁与回旋钻进。洗井工艺上,采用酸化、液态CO2和空压机引喷相结合的联合洗井方法。使用此成井工艺,止水效果良好,达到了开发岩溶裂隙地热水的目的。     

强渗漏与坚硬岩层组合条件下旋挖钻机施工工法研究

通过对强渗漏与坚硬岩层组合条件下桩基工程旋挖钻机施工技术的探索,总结出高压旋喷防渗漏与旋挖钻机牙轮筒钻和截齿取心筒钻交叉钻进入岩联合成孔施工工法,并在工程中成功应用。在处理大直径入坚硬岩层钻孔灌注桩方面效果明显,技术先进,有明显的社会效益和经济效益。     

GPS远程监控系统在旋挖钻机上的应用

结合目前中国最大的移动通讯网络,利用CAN总线的通讯技术将GPS远程监控系统与旋挖钻机电控系统融为一体,对车辆进行远程监控,对其实时动态信息获取具有重要意义。介绍了GPS远程监控系统在旋挖钻机上应用的硬件设备、程序设计、数据传输流程以及该系统在NR系列旋挖钻机上的应用效果及实现的功能目标。     

旋挖钻机与转盘钻机组合施工法的应用

对旋挖钻机、转盘钻机各自特点和施工成本进行对比分析,提出组合施工方法设想,并通过工程实例得到成功实践,为以后类似工程提供借鉴。客观地提出了旋挖钻机的使用条件和面临的问题。