非开挖技术中定向钻进效果与弯曲问题分析
非开挖导向、定向钻杆的失效原因
非开挖导向、定向钻进用钻杆的失效原因及解决措施前言钻杆最可怕的失效形式是钻杆的断裂。
钻杆在导向、定向钻进铺管过程中一旦断裂，将会对工程造成严重影响，不仅是经济上的损失，而且影响工期，失去信誉，后果不堪设想。
因此，作为施工企业，一定要学会如何正确地选择和使用钻杆；而作为钻杆生产厂家，要知道非开挖工程对钻杆的特殊要求，生产出高强度、高弹性和高可靠性的钻杆。
笔者在1994年至1998年间曾带队做过多项导向钻进非开挖铺管工程，尽管当时的钻杆质量非常差，但在施工过程中从未遇到断钻杆事故。
后来，笔者从事非开挖工艺和钻具的研究、设计工作，此期间也是我国非开挖铺管技术迅猛发展的时期，时常有施工单位报告钻杆断裂事故，总觉得有些费解。
于是，笔者亲身在施工现场调查了多起事故原因，同时设计了多种结构形式的钻杆进行试验。
通过多年的事故分析和试验研究，总结出一些钻杆失效（主要是断裂）产生的原因：除钻杆自身质量问题外，施工中不当的操作是使钻杆失效的主要原因。
笔者撰写此文旨在避免施工企业重复走弯路，也算作为我国非开挖技术的发展做一点贡献。
一、钻杆主要失效形式及原因分析非开挖导向、定向钻进用钻杆往往在受到较大拉力和扭力作用的同时，还受到弯曲力的作用。
钻杆通过曲线段时，钻杆被迫弯曲，弧线内侧受压应力作用，弧线外侧受拉应力作用。
当钻杆在曲线段旋转时，杆体就受到拉压交变应力的作力，而钻孔曲率半径越小交变应力就越大。
研究表明这个交变应力达到一定值后，就极容易使钻杆产生疲劳裂纹。
钻杆刚开始产生的疲劳裂纹非常微小，肉眼很难发现，但疲劳裂纹发展速度极快，最后表现为突然的脆性断裂。
试验证明，钻杆受交变应力作用而疲劳断裂是非开挖钻杆断裂失效的主要原因。
很多钻杆在施工导向孔时发生断裂事故就佐证了这一结论。
目前我国的非开挖施工队伍有很多是经验丰富素质高的专业公司，但更多的是临时拼凑起来的没有任何施工经验和技术的队伍，他们往往连钻杆（或钻孔）的曲率半径都没听说过，让他们来指挥非开挖施工是造成钻杆断裂的人为方面的主要原因。
非开挖技术--定向钻的基本原理及施工方法
非开挖技术--定向钻的基本原理及施工方法在非开挖技术行业中，定向钻进一直是主要的增长领域。
目前，在天然气、自来水、电力和电信部门定向钻进已是一种普通的施工工艺，最近由于在施工精度上的改善，定向钻进也被用于污水管和其它重力管线的铺设。
尽管这样，世界上有许多地方、许多行业仍然还在认识普通非开挖和定向钻进非开挖的益处。
一、基本原理钻孔轨迹可以是直的，也可以是逐渐弯曲的。
在导向绕过障碍物，或穿越高速公路、河流和铁路时，钻头的方向可以调整。
钻孔过程可在预先挖好的发射坑和接受坑之间进行，也可在安装钻孔机的场地，以小角度直接从地表钻进。
工作管或导管的铺设通常分两步进行。
首先是沿所需的轨迹钻导向孔，然后回扩钻孔以加大孔径适应工作管的要求。
在第二步即回拖过程中，工作管通过旋转接头与扩孔器连接，并随着钻杆的回拖拉入扩大的钻孔中。
在复杂地层条件下、或孔径需增加很大时，可采用多级扩孔的方法将孔径逐步扩大。
近年来，设备能力有了改善，非开挖技术的优越性也得到了更多的赞赏。
一些公用管线公司已经设想，在有非开挖可作替代时，要反对采用明挖施工方法(特别是在道路上)。
非开挖施工除了有显著的环境效益外，在许多工程应用中，导向孔钻进的相对成本已经降低到明挖法施工之下，即使忽略干扰与延缓交通等的社会成本时也是如此。
大多数定向钻机采用钻进液辅助碎岩钻头钻压从钻杆尾部施加。
钻头通常都带有一个斜面，所以钻头连续回转时则钻出一个直孔，而保持钻头朝某个方面不回转加压时，则使钻孔发生偏斜。
探测器或探头可以安装在钻头内，也可安装在紧靠钻头的地方，探头发出信号，被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。
在那些从地表不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方，或因钻孔深度太大，用无线电频率方法难以保证定位精度的地方，也可采用有缆式导向系统，其缆线通过钻杆连接。
膨润土/水的混合物是常用的钻进液或"泥浆"，它能使携带的岩屑处于悬浮状态，并能通过循环系统过滤。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是一种在油气勘探和开发中常用的技术手段，它可以有效地在地下目标区域进行定向钻井，以达到最佳的油气储量开采效果。
在实际的定向井钻井过程中，常常会遇到各种各样的问题，这些问题不仅影响着钻井的进度和效率，还可能对井下作业人员的安全构成威胁。
我们有必要了解并处理定向井钻井技术中常见的问题及其对策。
一、井眼偏斜度控制问题在定向井钻井过程中，井眼的偏斜度控制是一个非常重要的问题。
偏斜度控制不好会导致井身偏离目标层位，影响钻井效果。
解决这一问题的对策是采用合适的导向工具或者改善钻井液的性能，使其在井内形成合适的携带力，有效控制井眼偏斜度。
二、井下设备损坏问题在定向井钻井过程中，由于井下环境复杂，常常会遇到井下设备损坏的情况。
这不仅导致了钻井作业的中断，还增加了维修和更换设备的成本。
针对这一问题，可以在选用设备时注重质量，严格按照操作规程操作设备，及时进行设备维护和保养，以最大限度地减少设备损坏带来的影响。
三、井下安全问题定向井钻井作业本身存在一定的危险性，如不加以有效的安全措施，容易引发事故。
为了确保井下作业人员的安全，可以通过提供全面的安全培训，严格执行安全操作规程，加强现场安全监控等方式来减少井下安全事故的发生。
四、井眼塌陷问题定向井钻井过程中，井眼塌陷是一个常见的问题。
井眼塌陷不仅影响了钻井的进度，还可能导致井下井筒的不稳定。
针对井眼塌陷问题，可以采取适当的钻井液配方以保持井眼稳定，加强井眼支撑，或者及时进行井眼补强工程等方式来解决。
井眼失稳是定向井钻井中常见的问题之一，主要由于钻井液失控、地层不稳定等原因引起。
想要解决这一问题，可以采用增加钻井液的密度与黏度，降低地层破裂引起的危险，提高钻进速度等措施。
非开挖技术中定向钻进效果与弯曲问题分析
非开挖技术中定向钻进效果与弯曲问题分析钻探方法中的导(定)向技术作为非开挖技术核心内容已得到越来越广泛的应用。
目前,非开挖技术中对导向和定向的界定尚未趋于明朗化,概念上,都是指使钻孔按一定设计轨迹钻到预定目标的钻进方法。
但一般认为,导向钻进更强调人为因素“导”的作用,重视边钻、边测、边导的三“边”过程。
而定向钻则强调人们利用地层和钻具容易形成弯曲的自然特性来设计轨迹,以期达到预定目标,因此如何选择最佳的开孔位置和角度显得尤为重要。
与传统定向钻进技术相比,非开挖中的定向方法要简单得多。
本文是基于这个基本点来说明问题的。
国内外导向钻机在实施导向钻进时对入口点和入口角度的选择没有定向钻那么严格,在入口基本上是一个弯曲段,根据设计轨迹要求,弯曲半径R可能不变,也可能是变化的(如分别由不同曲率半径的圆弧组成),因此钻孔剖面可能有复杂的形状,包括人工弯曲的孔段、自然弯曲孔段和直线孔段,整个剖面由直线孔段和弯曲半径不变或弯曲半径变化的曲线组成,这对以后的扩孔和铺管会带来一定影响,对设备能力也提出了挑战。
导向设备一般设计得笨大粗重,对施工场地的面积有一定的要求,这对于在拥挤的城市巷道里施工无疑是一种打击。
因此运用传统的小型钻机,采取定向钻进技术进行非开挖铺管成了较明智的选择。
小型定向钻进方法运用到非开挖技术中,需掌握钻孔弯曲的基本规律,运用这些规律进行钻孔轨迹设计,在钻孔入口处准确定向,钻进过程中选用合理的钻具和钻进规程,就能达到预期目的。
这种方法实施的钻孔平直度较高,轨迹起伏不大,扩孔、铺管也较为可靠。
弯曲规律分析钻进过程中产生钻孔弯曲是必然的,一般来说,这种弯曲是逐渐发生的,轨迹是相当平滑的,但无论如何,对铺管来说弯曲是不利的。
问题是如何利用这些自然的和人工的弯曲规律来克服弯曲,达到尽量平直的效果,即达到以“弯”纠“弯”的目的。
为此应该掌握弯曲的基本规律。
弯曲的一般规律钻孔弯曲性质和弯曲强度同地质条件、钻进方法、钻具类型、钻进规程及某些技术因素有关。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是现代石油勘探开发中不可缺少的技术手段之一。
在井下定位、导向、控制钻进路径等方面具有广泛的应用。
然而，使用定向井钻井技术时，常常会遇到一些问题，因此需要在钻井过程中根据实际情况采取相应的措施，以保障钻井安全与效益。
下面就定向井钻井技术中常见问题的处理对策进行简要介绍。
一、导向偏差问题导向偏差是定向井钻井过程中一种常见的问题，其产生的原因可能是多种多样的。
例如，起钻过程中井筒非对称、井筒偏斜度差异等。
对于这些问题，可以采取以下的对策进行处理：1、定期检查井筒情况-确保井筒的对称性以及完好性，及时发现导致导向偏差的元素。
2、选择合适的定向工具进行钻探-合适的定向工具不仅能够帮助钻头尽快切入地层，同时也能够减小偏差产生的可能性。
3、控制起钻的速度-快速起钻容易引起直径变化，从而产生导向偏差。
4、采用范围更广的导向系统-一些导向系统较为局限，需要根据具体地质情况选择合适的导向系统。
二、井深控制问题井深控制问题主要是指在定向井钻探中，钻机在达到设定井深时难以保持向下持续探进。
钻机停止钻井，没有钻头向下探入地层，存在类似打滑的现象。
这种现象对整个钻井作业的进度带来严重的影响。
下面是相应的处理对策：1、选择合适的钻头-合适的钻头以及合适的钻头连接配件可以使钻进操作变得更加顺畅。
2、调整钻井液-钻井液不稳定是一个导致井深控制不良的原因。
选择稳定的钻井液。
3、沉积物的提前预测-沉积物的状况和类型对井的探进能力有很大的影响，因此预先了解沉积物的性质可以使操作更加有效。
三、井壁稳定问题在定向井钻探过程中，有时会遭遇到井壁不稳定的问题，如井壁塌方、井眼圆形失真、破损、穿透等等。
井壁不稳定会导致探进难度加大，井深控制不当甚至导致严重事故。
下面是相关的处理对策：1、合理选择钻井液-选择适合地质环境的钻井液，采用高分散、低黏度、增加含水率等聚合物或化学剂。
2、采用自举装置-在破坏地层的地区，可以采用一些自举装置来取得必要的探进深度和速度，同时能够减小井壁危害。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是一种用于钻取水井、油井等地下资源开采的高效技术。
在钻井过程中，由于地质构造、井眼偏移等影响因素，往往会遇到各种技术难题。
本文将介绍定向井钻井技术常见问题及钻井过程中的处理对策，以供参考。
1. 井眼偏斜度大钻井过程中，井眼偏移度较大会导致井套管、钻头和钻具磨损加剧，进一步影响钻井效率和控制难度。
2. 钻具受卡在定向井钻井过程中，由于井筒孔径不稳定、钻具弯曲等原因，易导致钢丝绳、钻杆等部件卡住或挂住，甚至产生严重事故。
3. 地层磨损严重定向井钻井中，地层岩石质地的差异会影响钻头磨损情况，如遇到砾石、煤层等地层，钻头极易磨损。
4. 内外管衬损伤严重在钻井过程中，内外管衬易受到钢丝绳、排泥泵等作用力的影响，导致损伤，进一步影响钻井效率。
对于井眼偏斜度大的情况，需要通过改变钻头的工作状态，如抬头、放行或改变转速等手段进行控制。
同时，要加强钻井平台的监控和调整，确保钻井作业的安全和稳定。
钻具受卡是一种危险的现象，容易导致事故的发生。
在钻井过程中，应注意保持钻具处于良好的弯曲状态，避免穿越复杂地质构造，如这些措施无法解决问题，需要采取切断钻杆、清理井眼等应急措施。
地层磨损是钻井过程中常见的问题，为降低地层磨损，需要选择合适的钻头和钻井液体系，如发现地层质地破碎，可采用爆破、溶洞等方法来处理。
内外管衬的损伤会影响钻井作业的效率和安全，应进行定期检测和维护，在钻井过程中也要注重操作的规范性和谨慎性，避免对井筒和钻具造成无法挽回的损害。
总之，定向井钻井技术的难点在于控制井眼偏斜度，防止钻具受卡，减少地层磨损和保护内外管衬的损伤。
在钻井过程中应遵循相关操作规程，加强钻井团队的技能培训和安全意识教育，明确职责和任务，克服技术难点，确保工作的安全、高效和顺利。
非开挖水平定向钻进的施工技术及应用实例
非开挖水平定向钻进的施工技术及应用实例摘要：本文对非开挖水平定向钻进技术的特点和施工工艺进行了介绍，并进一步结合新会南车给水工程等成功实例对相关的技术要点进行了分析，为非开挖水平定向钻进技术在供水工程中的推广应用提供参考。
关键词：供水管道水平定向钻进非开挖0.前言对于城镇供水管道的施工，普遍地使用明挖法施工，但当在横穿道路时常常容易造成交通堵塞，车流量大的主干道更是不可行，而经过绿地和园林时也会造成毁坏，甚至因为建筑物存在，不允许开挖，进而会影响整个项目的施工进度。
正是在这种背景下，孕育和产生了地下管线建设的技术革命——非开挖技术。
非开挖技术是指在无需开挖地表路面的情况下铺设各种地下公用设施（管道和电缆）的一种技术和方法，常使用水平定向钻进施工和顶管施工。
它与传统的“开槽埋管法”相比具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。
1.前期调查在项目具体施工前，需要进行细致全面的调查，施工地区的水文、地质勘查，以及对施工风险的评估，掌握施工涉及区域地表和地下的地质情况，分析非开挖定向水平钻进施工的可行性，并合理设计管线走向和进出洞口位置。
2.水平钻进施工技术要点2.1导向孔轨迹的设计导向孔是扩孔拉管的母线，也是最终形成的管线孔。
与其它管线不同，重力管对于深度、坡度允许误差均有较严格的要求，施工难度大。
因此，对于施工项目的情况，管线设计要考虑满足施工的基本条件，以确保管线钻进时有可行的入土角度。
工作井位置一般按100—200m的间距设置，当管线较深时，为保证入土角度，入土工作坑设计。
2.2回拉力的计算及定向钻机的选择定向钻根据穿越长度实际需要的回拉力进行选型，回拉力的计算参考《水平定向钻进管线铺设工程技术规范》。
具体公式如下：f拉=πlf [d2γ泥/4 - dδ1 （d -δ1）]+k粘πdl式中：f拉——计算的拉力，kn；l ——穿越长度，m；f——摩擦系数，f=0.1～0.3； d——生产管直径，m；γ泥——泥浆密度，kg/m3；δ1——生产管壁厚，m；k粘——粘滞系数，k粘= 0.01～0.03。
非开挖水平定向钻的实际应用的探讨
非开挖水平定向钻的实际应用的探讨摘要：城市供水管网施工中，水平定向钻技术在近年来得到广泛的应用。
在很多地段由于场地条件的限制，无法采用开挖埋管，而采用非开挖水平定向钻技术，不需要开挖管沟，就能穿越构筑物和公路、铁路、河道等，不仅缩短工期而且还可能节省投资，但是如何防止地面沉降、防止影响周边环境建筑物等是该项技术运用中要做好的关键，本文对此谈一些应用体会。
关键词：城市供水管网；水平定向钻；地质条件；地面沉降引言随着我国城镇化建设步伐的加快，市政配套管线设施穿越已建成市政道路施工现象越来越多。
水平定向穿越技术是一种比较成熟的管线施工技术，对环境的影响最小，障碍物下管线覆盖的深度大，对管线的保护作用大，维修费小等优点，尤其适合在一些无法实施开挖作业的地区，如闹市区，城市道路、高速公路，铁路、建筑物、河流、农作物及植被保护区等。
目前已广泛应用于市政供水、电信、电力等领域。
一、水平定向钻技术的适用条件水平定向钻法技术，在市政工程中也广泛运用，常常被称作“牵引管”技术，而对大直径的管道施工则采用顶推掘进技术，也就是“顶管”技术。
在供水管网施工中，由于管径一般较小，一般也常用水平定向钻法技术施工，适用情况如下：1.1适用于管道穿越湖泊、沼泽、河流、高等级公路、多股铁路及其它不宜进行开挖施工的地段。
1.2水平定向钻法施工长度一般为15～1800米，管径范围一般为DN25～DN1200。
1.3适合水平定向钻施工的地质条件主要为岩石、砂土、粉土、粘性土。
对仅在出土点或入土点侧含有卵砾石等不适合水平定向钻施工的地质条件时，经采取措施后也可进行水平定向钻穿越施工。
1.4穿越点具备钻机安置场地和管线组装场地，穿越管段中线与地上或地下的高压动力线路、通讯电缆的距离按有关规范要求应大于50m。
二、水平定向钻技术施工要点定向钻穿越技术与传统的开挖方法不同，在铺设管道前先用钻头在公路或河流下面钻一条导向孔，然后再将管道回拖入导向孔内。
非开挖定向钻穿越钻具组合力学分析
非开挖定向钻穿越钻具组合力学分析
针对非开挖定向钻穿越钻具受力情况复杂、力学分析难度大,现场组合钻具、确定施工参数(如井口推拉力、扭矩)缺乏理论依据等问题,分析了非开挖定向钻穿越钻具组合的力学特性,主要研究内容包括以下六个方面：(1)综合考虑了井身结构,钻具组合,服役环境,力学参数和工艺参数,建立了钻导向孔、扩孔和回拖成品管线三种工况下,定向钻穿越钻具和成品管线的力学分析模型。
(2)建立了钻柱失稳变形的微分方程,并以此分析了钻柱的屈曲行为,分析了钻柱弯曲失稳的临界载荷；得到了受压钻柱轴向力、与井壁接触力等外载荷分析公式(方程组)。
(3)利用样条函数拟合管柱的空间变形曲线,用“加权残值法”求解,得到了“悬空”管柱的变形曲线。
据此,可以分析此段管柱的受力与变形,并为合理确定扶正器安放位置提供依据。
(4)用“弹性地基梁法”分析了水平段管柱受力与变形,另外,将“支撑沉降”考虑在内,分析了“悬空”段管柱与井壁的切点位置。
(5)考虑“切点”管柱的轴线“偏移”分析管柱的切点位置。
(6)分析了钻导向孔、扩孔、回拖管线三种工况下,整条管柱(线)上任意位置处的载荷、应力、“挠度”。
基于上述六个方面的研究,得出管柱(线)“薄弱点”位置,水平穿越钻具失效原因,滚轮扶正器和降扭接头的使用规则,并提出用“双判据法”分析水平穿越钻具的安全性。
钻孔弯曲与定向钻进
工程钻探学课件
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第四节 钻孔弯曲的测量方法与仪器 一、钻孔弯曲测量原理 1、顶角测量原理 重锤测量钻孔顶角的原理
当仪器在垂直孔内时，刻度盘上 的0°正对准弧形竖板T上的标线， 即顶角为0°；
当仪器在倾斜孔内时，弧形竖板 倾斜一个角度，此角度就是钻孔 顶角θ
工程钻探学课件
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5）软、硬岩层换层时， 钻孔的顶角和方位角易发 生变化。当钻头由软岩层 进入硬岩层时，如钻孔轴 线与岩层层面夹角小于 30°，则钻孔易顺岩层倾 斜方向弯曲
工程钻探学课件
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第八章 钻孔弯曲与定向钻进
第三节 钻孔弯曲的原因和规律 1、地质方面
5）软、硬岩层换层时， 钻孔的顶角和方位角易发 生变化。当钻头由硬岩层 进入软岩层时，钻孔向硬 岩层倾斜方向弯曲，但弯 曲不大
第四节 钻孔弯曲的测量方法与仪器
二、钻孔轨迹的绘制
一般把钻孔轨迹表示在垂直平面和水平平面上。 在垂直平面上绘制剖面图，而且，第一，使图上每一点的 孔深与空间钻孔轴线对应点的孔深一致；第二，使图上每 一点的顶角与空间钻孔对应点的顶角一致。 在水平平面上绘制钻孔水平投影。水平投影反映空间钻孔 每点方位角的变化。
钻孔在软硬互层的倾斜岩层中钻进时，因钻头在同一个接触 面上，有不同可钻性的岩石存在，由于钻进时压力和速度的 不同，使钻头的钻进方向发生改变而造成钻孔偏斜。
工程钻探学课件
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第八章 钻孔弯曲与定向钻进 第三节 钻孔弯曲的原因和规律 1、地质方面
1）钻头在松软地层中遇到 大砾石时，钻孔易沿砾石 斜面弯曲
第三节 钻孔弯曲的原因和规律 1、地质方面
5）软、硬岩层换层时， 钻孔的顶角和方位角易发 生变化。当钻头由软岩层 进入硬岩层时，如钻孔轴 线与岩层层面夹角大于 30°，钻孔向垂直于岩层 倾斜方向弯曲。
定向钻施工方法及主要技术措施
定向钻施工方法及主要技术措施
定向钻施工方法是一种非开挖施工方法，通过导向孔的钻进和扩孔，形成所需的管道或通道。
以下是一些主要技术措施：
1. 现场勘察及测量：在施工前进行现场勘察，了解场地地形、地貌、地下管线等，并进行精确测量，确定钻孔位置和深度。
2. 设备安装：根据施工要求选择合适的钻机、泥浆泵等设备，并进行安装和调试。
3. 泥浆配置：根据地层土壤的特性，选择合适的泥浆材料，配置出具有良好护壁、润滑和排渣效果的泥浆。
4. 导向孔钻进：按照设计轨迹线，使用导向钻头进行钻进，并注意控制钻进速度和角度，确保钻孔位置和深度的准确性。
5. 扩孔：导向孔钻进完成后，进行扩孔施工，将孔径扩大到所需尺寸。
根据地层土壤的特性，选择合适的扩孔器并进行相应调整。
6. 管道铺设：扩孔完成后，将所需的管道或通道铺设在孔内，并采取措施将孔与管道或通道之间进行密封连接。
7. 回填：完成管道或通道铺设后，进行回填施工，将场地恢复原状。
在定向钻施工过程中，需要注意以下几点：
1. 控制钻进速度和角度，避免出现钻孔偏斜或错位。
2. 注意泥浆的循环和净化，保持泥浆性能的稳定。
3. 根据地层土壤的特性，选择合适的钻头、扩孔器和管道材料等。
4. 严格遵守施工规范和安全要求，确保施工质量和安全。
5. 在施工过程中，应注意环境保护和废水的处理，避免对周围环境和地下水造成污染。
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术是一项挑战性极大的技术活动，其操作复杂，需要考虑多种因素并且需要在现场不断地进行实时监控和调整。
在实际操作中常会遇到一些问题，下面是对一些常见问题及对策的总结。
一、钻头偏移钻头偏移是定向井钻井中常见的问题之一，造成偏移的原因主要有以下几种：1、地层结构不均匀，例如砂岩和泥岩层的交替出现，就会对钻头造成影响从而导致偏移。
2、固井材料堵塞导致井壁垮塌，钻头无法持续稳定地钻进。
3、钻机位于断层附近或案板上斜度变化较大，也会导致钻头偏移。
处理对策：1、进行精确地层分析，通过合理的井眼轨迹设计和操作调整来降低偏移的发生。
2、增加质量控制，严格控制钻井液特性，选择合理的钻头类型和井眼尺寸。
3、使用高压泥浆清理井口，保持井口通畅，并进行预支削泥齐井眼工作，确保钻井液可以顺畅地从井眼中排出。
二、钻头卡损钻头卡损也是定向井钻井中常见的问题之一，该问题主要是因钻头与岩层接触面过大，而导致摩擦增大，使得钻头遭受惯性冲击而损坏。
1、组织合理的班组管理，加强自主品质控制，从制定合理的工艺流程、选用优质钻头、确定钻头形状和类型等方面入手，提高钻头的使用寿命和钻井效率。
2、定期对井壁进行清理和剖析，发现任何异常，及时进行处理和调整，以避免钻头卡损。
三、钻井液和气体泡含量过高泥浆的含气量过高或气泡进入钻井液中，是定向井钻井中极易出现的现象。
过高的气泡含量不仅会影响钻井液的质量和性能，还会大幅降低钻头的钻速，甚至导致井眼垮塌。
1、配合合理的钻井液，应考虑井壁稳定、通透、润滑和不损伤沉积物以及其他环保特性等多方面内容，降低气体泡含量。
2、在钻井液中添加特殊添加剂或采用过滤和泵送的方法对恶劣的良井液进行过滤。
四、井下成型与工艺调整问题打好定向井的成功与否，与井下的齐平组合和精细的工艺调整操作密不可分。
1、对井下情况进行全面的分析，包括钻头进度，岩层类型和厚度，地形和岩性的变化等因素，以此为基础做出合理的井眼轨迹设计方案，还可根据实时参数进行调整。
非开挖定向钻进的技术难点分析
非开挖定向钻进的技术难点分析发表时间：2018-10-16T16:08:08.523Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：郝冲胡永杰曹枫[导读] 摘要：结合实际，以非开挖定向钻进技术为研究对象，分析非开挖定向钻进技术在应用过程中遇到的难点问题，同时针对技术难点给出针对性的解决措施，目的在于提高非开挖定向钻进技术应用水平，促进项目的有序开展。
徐州徐工基础工程机械有限公司江苏徐州 221000摘要：结合实际，以非开挖定向钻进技术为研究对象，分析非开挖定向钻进技术在应用过程中遇到的难点问题，同时针对技术难点给出针对性的解决措施，目的在于提高非开挖定向钻进技术应用水平，促进项目的有序开展。
关键词：非开挖；定向钻进；技术难点；分析0前言非开挖施工技术是当前地下施工工程中非常重要的方法之一，在我国已经经过了几十年的发展。
经过使用非开挖施工设备，可以在不进行地表开挖的前提下进行探测、修复、更换以及地下管线的铺设施工。
因为这种施工方法不会影响交通的运行、环境也不被破坏、施工速度快，并且具备非常高的经济效益，所以被广泛的应用到工程实践中。
当前我国的非开挖施工技术已经大量的应用到实践中，尤其是跨越江河铁路以及高速公路的施工项目中。
1非开挖定向钻进工艺水平定向钻是非开挖铺设地下管线中非常重要的施工技术，主要是应用在跨越河流、湖泊、建筑物等等障碍物进行施工，可以实现远距离的管线施工。
具体施工过程如下所示：首先根据设计方案的要求中的弧形轨迹钻一个导向孔，在孔穿越障碍物之后，将导向钻头重新安装上更大直接的钻头，然后实施反扩孔，知道孔径符合要求为止，下一步就是将管线装入到钻头上进行拉入。
也就是说整个施工只需要进行钻孔、拉扩孔、拉导线三步完成。
当前，要依据工程的在实际来采取必要的措施进行处理，确保工程可以顺利完成。
2技术难点分析施工中常常会遇到很多的现实问题，具体为地线管线的复杂度较高以及地质条件等因素的影响。
前者主要是影响地下管线的布置，在施工中主要是对设备导向定位以及测量系统产生影响；后者主要是影响钻孔、扩孔的进度和质量进行影响，也是该施工技术的难点。
浅析定向钻井技术常见问题与解决措施
浅析定向钻井技术常见问题与解决措施1. 定向钻井过程中井眼偏斜度不稳定定向钻井过程中，井眼偏斜度不稳定是一个常见问题。
这可能是由于地层性质不均匀、钻头运动不稳定、钻井液性能不佳等原因造成的。
为了解决这一问题，可以采取以下措施：（1）优化钻头设计，增加钻头稳定性，减少因钻头运动不稳定引起的井眼偏斜度波动。
（2）调整钻井液性能，选择适当的泥浆密度和粘度，以提高润滑效果和减小井眼偏斜度波动。
（3）加强对地层性质的调查和分析，尽量选择地层均匀、稳定的区域进行定向钻井。
2. 定向钻井中出现井底失稳问题（1）增加钻井液的密度和粘度，提高井底的支撑能力。
（2）加强对地层性质的认识，及时调整钻井参数，避免在易失稳地层进行定向钻井。
（3）对失稳地层进行固井处理，提高井底的支撑能力。
3. 定向钻井中遇到非预期的地层构造在定向钻井过程中，有时会遇到非预期的地层构造，导致钻杆卡钻、钻头打滑等问题。
解决这一问题可以采取以下措施：（1）加强对地层构造的研究和预测，提前调整钻井方案和工艺流程，减少因地层构造突变引起的问题。
（2）加强对钻井工艺的监控和调整，及时对钻头、钻杆等工具进行检修和更换，以提高钻进效率和避免因工具磨损引起的问题。
（3）加强对井下工况的监测和调整，根据地层情况适时调整钻井参数，提高钻进的稳定性和效率。
（2）合理调整钻进参数，控制井眼压力和钻井液的循环速度，减小地层的扰动，以降低井眼塌陷的风险。
（3）在井眼塌陷地层进行支护措施，如注浆、固井等，提高井眼的稳定性。
定向钻井技术在油气勘探和开发中有着重要的应用价值，但在实际应用中常常会遇到各种问题。
针对这些问题，工程技术人员需要加强对钻井工艺、地层特征等方面的研究和分析，及时采取相应的解决措施，提高定向钻井的效率和质量，为油气勘探开发工作提供更好的支持。
希望本文所提供的浅析定向钻井技术常见问题与解决措施能够对相关领域的工程技术人员有所帮助。
定向井钻井技术常见问题与对策分析
定向井钻井技术常见问题与对策分析定向井钻井技术是一种在地下进行非垂直钻井的技术，可用于石油勘探、煤矿开采和地质勘察等领域。
在实际操作中，由于地质条件复杂、设备故障和操作不当等原因，常会遇到一些问题。
本文将介绍定向井钻井技术常见问题，并提出相应的对策分析。
问题一：井眼偏斜度不符合要求井眼偏斜度是指井眼轨迹与垂直方向偏离的程度。
若井眼偏斜度不符合要求，将会影响后续钻井工作的进行。
造成井眼偏斜度不符合要求的原因可能有：地质条件复杂、设备故障和操作不当等。
对策分析：针对不同原因采取相应的对策。
对于地质条件复杂的情况，可以选择使用钻井液调整钻井参数，采用爆炸震源技术等，来改变钻井方向。
对于设备故障导致的问题，应及时修复或更换设备，确保设备正常工作。
对于操作不当引起的问题，应加强培训，提高操作人员的技术水平。
问题二：井眼塌陷和井壁失稳井眼塌陷是指井壁在钻井过程中发生塌陷的现象，常导致井筒封堵，严重影响钻井工作的进行。
井壁失稳指井壁在钻井过程中失去平衡，导致塌陷、漏水等问题。
对策分析：针对井眼塌陷和井壁失稳问题，可以采取加固井眼、控制钻井液性能、使用套管和护壁材料等措施。
在钻进过程中，及时监测井壁稳定性，根据监测结果调整钻进参数，确保井壁的稳定。
问题三：设备故障和停机设备故障和停机是定向井钻井过程中常遇到的问题。
设备故障和停机会导致钻进过程中的停滞和延误，增加成本和风险。
对策分析：针对设备故障和停机问题，应加强设备的维护和保养工作，定期检查设备的运行状态，及时发现故障并进行修复。
备有备用设备，遇到故障时可以及时更换，减少停机时间。
加强设备操作人员的培训，提高其技术水平，能够快速处理设备故障。
问题四：定向井测井数据质量不高定向井测井数据是钻井工程中非常重要的数据，对钻井和解释有着重要的指导作用。
若测井数据质量不高，将会对后续工作产生不良影响。
对策分析：针对定向井测井数据质量不高的问题，可以加强钻井液性能控制，优化井筒控制，提高测井仪器的质量和精度。
浅谈定向钻进技术
广东建材 ２０ 年第 １ ０７ 期
施工技术
浅谈定 向钻进技术
冯梦林 （ 广州市黄埔 区市政建设 总公 司）
摘 要 ：定向钻进技术， 由钻机驱动带钻头的钻杆按设计轨迹钻出导向孔道， 然后回拖扩孔并穿管
完成施工 ， 是破坏少 、 干扰低 ， 安全高效的管道施工技术措施。
定 向钻进 技术 的优 点 ： （） 通 、 境 的破坏及 干扰 小 ； １对交 环
（） ２几乎 全天候 可施 工 ， 工 安全 、 施 高效 ；
性 受现场 条件 和局 部干 扰影 响 ， 而点探 是 直观 而准确 的 方法 。利 用真 空挖土 机 ， 以压缩 空气 或 高压水 流抽 吸地 表土 形成探 孔 ， 露 埋设 的管线 ， 线揭 露和测 量 后 ， 揭 管 把 土 填 回 原处 ， 效 快 捷 ， 高 是一 种 非 破 坏 性 开 挖 （软 ” ‘ 开 ‘ 挖） 。点探 简便 迅速 ， 对地表 破 坏小 ， 地面 交通 和其 它 对 活 动干扰 少 ， 空造 孔探 测能 力可达 ５ ｍ 真 ～６ 。 总 之 ， 探 明土 层 和 地下 管 线情 况 ， 利 用 资料 综 为 须
一
４ — ５
维普资讯
施工技术
钻机 分为地 表 发射和 坑 内发射 两类 。 表发射 钻机 地 通 常 为履 带 自行 式 ， 需 要 发射 坑 和接 受 坑 ， 管 线连 不 但 接 时仍 需要 开挖 ， 以桩 定方 式将 钻机 锚 固在地 上 。坑 内 发射钻 机在钻 孔两 端 都需要 工作 坑 ， 可在 空 间受 限的 但 地方 操作 ， 钻机 固定在 发射 坑 中 ， 用坑 的前 后壁 承 受 利 给进 力 和 回拉 力 ； 杆 单根 长 度 受坑 尺 寸 限制 ， 钻 将可 能
定向井钻井技术常见问题及处理对策
定向井钻井技术常见问题及处理对策定向井钻井技术在石油勘探和开采中起着重要作用，它可以使井眼沿着预定方向和轨迹进行钻进，实现了对储层的更加精确钻探和生产操作。
在实际操作中，定向井钻井技术也会面临一些常见问题，这些问题的解决对于保障钻井作业的顺利进行和井眼的质量控制具有重要意义。
本文将针对定向井钻井技术常见问题及处理对策进行详细介绍。
第一、偏斜度控制不准确问题定向井钻井过程中，偏斜度控制不准确是一个常见的问题。
如果钻井过程中偏斜度控制不准确，会导致井眼偏离预定轨迹，从而影响到后续的作业进展和井眼质量。
处理对策：1.加强定向钻井技术管理，从技术和质量管理两方面加强监督，确保偏斜度控制准确。
2.引进先进的定向井钻井设备，采用高精度的导向工具和技术，提高偏斜度控制的精度。
3.对钻井人员进行技术培训，提高操作人员的技术水平和操作经验，从而确保偏斜度控制的准确性。
第二、井眼轨迹异常问题定向井钻井过程中，井眼轨迹异常是另一个常见的问题。
井眼轨迹异常可能是由于地层情况复杂或者钻井操作不当所导致的，如果不能及时发现和解决井眼轨迹异常问题，将会对钻井作业和后续井下工作产生严重影响。
处理对策：1.加强勘探和地质分析，充分了解井场地质情况，科学合理地进行井眼设计，减少井眼轨迹异常的可能性。
2.严格执行钻井作业规程，确保井眼轨迹的稳定，及时发现和解决井眼轨迹异常。
3.定期对井眼轨迹进行监测和调整，确保井眼轨迹处于预定方向和轨迹。
处理对策：1.加强设备维护和检修，确保导向工具的正常运行。
2.科学合理地选择导向工具，避免因为不合适的导向工具导致损坏。
3.在钻井作业中加强导向工具的监测和检测，及时发现导向工具损坏的迹象，以便及时处理。
第四、井眼质量控制问题定向井钻井过程中，井眼质量控制是一个非常重要的问题。
井眼质量控制关系到井下作业和后续生产操作的顺利进行，如果井眼质量控制不合格，会对井下作业和生产操作带来很大的麻烦。
处理对策：1.严格执行钻井作业规程，确保井眼的质量符合要求。
中小型非开挖定向钻进施工中存在的问题及解决方法
中小型非开挖定向钻进施工中存在的问题及解决方法1赵建民1.北京凌云和信非开挖管道安装工程有限公司摘要：近年来，非开挖技术得到迅猛发展和应用，应从施工单位的资质和竣工资料的存档管理两方面加强控制管理，促进非开挖行业更好的发展！关键词：非开挖; 水平定向施工; 中小型钻机2020年10月 第5期 No.5 Oct.,2020《非开挖技术》杂志社Periodical office of china Trenchless Technology1 总述非开挖水平定向钻机施工技术，在我国已经应用了几十年，以其方便、快捷、对交通及环境影响小等诸多优势而得到了迅猛发展和普及应用，可以说对我国的市政工程建设功不可没。
二十年来，非开挖技术得以不断提高、仪器设备不断更新换代、业务范围也不断扩展变化。
但随着这些好的变化，也出现了一些问题，给非开挖行业带来了一些的不利影响，应加强管理，以便促进非开挖行业更好的发展！2 资质把控不严，施工队伍良莠不齐，市场秩序受到影响2.1 存在状况按照国家相关规定，市政工程施工首先需要取得正规的专项施工资质手续，方可进入市场承揽业务进行施工。
中小型非开挖定向钻机施工，属于工程链条最末端的专业分包施工，一般都不单独立项、招标，往往通过专业分包的方式进行。
作者简介：这样导致下游众多的施工队伍根本没有施工资质，只是拥有一台施工设备；甚至施工人员都是临时雇用拼凑的，根本没有固定的人员，技术力量可想而知。
由于没有资质，从公司管理和人员培训方面都存在着很大的问题，这样的施工，存在着极大的安全隐患。
因为人员属于临时拼凑、无证件、无经验、不专业；机具、设备、仪器不齐全；各项安全管理、设施不到位。
特别是在机具吊装、钻机旋转、钻具抬卸过程中，容易造成人员伤害事故的发生；没有施工经验和专业仪器设备，更容易造成地下既有管线的安全事故，影响附近百姓的生活。
2.2 解决办法(1)首先应该从源头上抓起：作为建设单位，要严格把控总包和分包单位的资质，从源头上加以管控，层层把关，做严做实，可以通过查证施工单位专项资质、设备合格证、环保证明、人员操作证和人员社保等来加以把控，杜绝非法队伍承接工程，避免造成不必要的麻烦和事故的发生。
城市管道工程水平定向钻施工常见的问题与处理
城市管道工程水平定向钻施工常见的问题与处理摘要：水平定向钻施工是一种非开挖式的管道施工方式，目前在城市管道工程中得以广泛的应用。
但往往在施工中会出现一些常见的问题，如果对这些问题处理不当，就会影响施工的顺利进行，甚至会造成钻进铺管的失败。
本文主要阐述了城市管道工程水平定向钻施工中常见的一些问题，并提出了相应的处理方法，希冀在工程实施中对类似的问题与处理带来参考。
关键词：水平定向钻施工；问题；处理1 城市管道工程水平定向钻施工的特点水平定向钻进铺管技术是指使用水平定向钻进、控向仪器等设备，按预先设计的轨迹进行导向孔钻进、扩孔和回拖铺管，完成地下管道铺设的施工方法。
水平定向钻施工是一种非开挖式的管道施工方式，在较大埋深以及穿越道路桥涵的长距离地下管道的施工中具有优越的施工特点，具有精确的导向、环保、效率高、安全性好、技术综合成本低等优点，目前在城市管道工程中得以广泛的应用。
2 城市管道工程水平定向钻施工常见的问题与处理在城市管道工程水平定向钻施工中，往往会出现一些常见的问题，如果对这些问题处理不当，不仅会影响工程的顺利开展，甚至还会造成钻进铺管的失败。
下面具体来阐述一些在施工中常出现的问题以及处理的措施。
2.1 导向孔钻进的轨迹偏差与处理导向孔施工是水平定向钻进铺管工程的重要阶段，这道工序决定了管道铺设的最终位置，其重要的施工环节是钻孔轨迹的监测与控制。
因此在导向孔钻进前要设计好轨迹数值，根据具体的要求，确定轨迹分段形式、入土与出土点、入土角度与出土角度、曲线段的曲率半径、直线段的最大深度、直线段与曲线段的长度等内容。
一般导向孔钻进轨迹设计示意图如图1所示。
图1 导向孔钻进轨迹设计示意图导向孔钻进施工中常见的问题有：钻进的导入位置和入土角度偏差较大；钻进过程中形成的钻孔轨迹偏差较大等。
施工中出现以上的问题时，不宜猛纠硬调。
对于钻进导入位置和入土角度较大的偏差处理，若钻进距离不大，可以退回重新调整钻进的导入位置和入土角度，确认符合设计要求后再进行施工；如果情况允许，也可以采用轻压慢钻的操作方法，进行小角度地逐步纠偏，在纠偏的过程中，应该严格地控制钻进的给进力和钻进方向，并进行严密监测。
水平定向钻施工技术及常见难题研究
水平定向钻施工技术及常见难题研究摘要：重庆具有山地城市的典型特征，拥有大山大水的空间格局，由此为实现城市供水干管互联互通保障中心城区供水安全并实现城乡供水一体化，供水管网的敷设必须“翻山跨河”；传统开挖方式面临难题，非开挖技术应运而生。
本文重点研究梳理水平定向钻的常见施工难题、产生原因和解决方案，为定向钻施工提供一些经验借鉴。
关键词：供水管道施工非开挖技术水平定向钻常见难题一、研究背景和意义重庆市自直辖以来社会经济发展迅速，发展成总人口约3200万人、主城区人口1100万的大城市，供水安全是城市民生安全和社会经济发展的必要保障。
一方面要保障重庆城市高品质、高效率供水安全，中心城区的供水厂布局趋势必然是大厂取代小厂，供水干管互联互通，以保障事故时整个中心城区供水能满足事故流量的基本要求。
另一方面，在推进城乡融合和乡村振兴的国家战略背景下，供水先行，由城市大厂将供水管网延伸至乡镇是大趋势，以实现城乡供水“同源、同网、同质、同价”。
重庆市是典型的山地城市，拥有大山大水的宏大格局，这种城市特征为供水管网的敷设带来“翻山跨河”的难题。
在上述情境下，管道的传统开挖方式将不再适宜，因此研究非开挖方式具有工程技术和经济层面的重要意义。
二、非开挖的概念和优势概念：不开挖地表或以最小的地表开挖量进行各种地下管道/管线探测、检查、铺设、更换或修复的施工技术。
它可广泛地应用于给排水、石油、天然气、煤气、热力、自来水、电讯、电力、有线电视等领域的地下管线施工。
优势：非开挖可以在开挖施工无法进行、或不允许的场合，如穿越河流、湖泊、交通干线、建筑物等；可以避免开挖施工对居民正常生活的干扰，以及对交通、环境、周边建筑基础的破坏和不良影响；加快了施工进度，有较好的经济效益和社会效益。
非开挖施工种类丰富，包括穿梭矛、水平定向钻法、夯管锤和土螺钻等，本文仅针对水平定向钻法展开研究和讨论。
三、水平定向钻的特征特点：水平导向钻进技术是一种无需挖掘工作井就能快速铺设地下管线的钻进方法，其主要特点是可根据预先设计的管线路，驱动装有楔形钻头的钻杆从地面钻人，按照预定的方向绕过地下障碍，直至抵达目的地，然后卸下钻头更换装有适当尺寸和特殊类型的回程扩孔器，使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径，并将需铺设的管线同时反程牵回钻孔人口处，以保证新铺设管线不会由于空间不足或铁屑的磨损而受到损坏。
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非开挖技术中定向钻进效果与弯曲问题分析
钻探方法中的导(定)向技术作为非开挖技术核心内容已得到越来越广泛的应用。
目前,非开挖技术中对导向和定向的界定尚未趋于明朗化,概念上,都是指使钻孔按一定设计轨迹钻到预定目标的钻进方法。
但一般认为,导向钻进更强调人为因素“导”的作用,重视边钻、边测、边导的三“边”过程。
而定向钻则强调人们利用地层和钻具容易形成弯曲的自然特性来设计轨迹,以期达到预定目标,因此如何选择最佳的开孔位置和角度显得尤为重要。
与传统定向钻进技术相比,非开挖中的定向方法要简单得多。
本文是基于这个基本点来说明问题的。
国内外导向钻机在实施导向钻进时对入口点和入口角度的选择没有定向钻那么严格,在入口基本上是一个弯曲段,根据设计轨迹要求,弯曲半径R可能不变,也可能是变化的(如分别由不同曲率半径的圆弧组成),因此钻孔剖面可能有复杂的形状,包括人工弯曲的孔段、自然弯曲孔段和直线孔段,整个剖面由直线孔段和弯曲半径不变或弯曲半径变化的曲线组成,这对以后的扩孔和铺管会带来一定影响,对设备能力也提出了挑战。
导向设备一般设计得笨大粗重,对施工场地的面积有一定的要求,这对于在拥挤的城市巷道里施工无疑是一种打击。
因此运用传统的小型钻机,采取定向钻进技术进行非开挖铺管成了较明智的选择。
小型定向钻进方法运用到非开挖技术中,需掌握钻孔弯曲的基本规律,运用这些规律进行钻孔轨迹设计,在钻孔入口处准确定向,钻进过程中选用合理的钻具和钻进规程,就能达到预期目的。
这种方法实施的钻孔平直度较高,轨迹起伏不大,扩孔、铺管也较为可靠。
弯曲规律分析
钻进过程中产生钻孔弯曲是必然的,一般来说,这种弯曲是逐渐发生的,轨迹是相当平滑的,但无论如何,对铺管来说弯曲是不利的。
问题是如何利用这些自然的和人工的弯曲规律来克服弯曲,达到尽量平直的效果,即达到以“弯”纠“弯”的目的。
为此应该掌握弯曲的基本规律。
弯曲的一般规律
钻孔弯曲性质和弯曲强度同地质条件、钻进方法、钻具类型、钻进规程及某些技术因素有关。
可以说,无论用何种钻进方法都会发生弯曲,并表现出一些由某个因素起决定作用的规律。
在用硬质合金进行回转定向钻进时,钻孔主要向右(按顺时针方向)偏斜,用牙轮钻头钻进或冲击回转方法钻进时,钻孔方位上基本上向左(按逆时针方向)偏斜,上下弯曲强度较小。
在土层非均质情况下,实际钻孔轨迹总是偏向钻头遇阻最小的方向,各向异性程度越高,表现得越明显。
这里主要从钻具类型、钻进规程方面、时间因素、扩孔工序对钻孔弯曲影响等方面来进行分析。
切削工具对钻孔弯曲强度的影响
切削工具种类对钻孔弯曲强度有明显影响,切削工具的结构和几何尺寸的不合理设计也容易导致钻孔的偏斜。
用硬质合金切削具钻头钻进时方位上向右弯曲,带外肋骨合金钻头这种现象更加明显,因此用合金钻头钻进一般地层进行孔口定向时,钻机轴线应稍向左偏。
在钻进砂砾石地层时,由于砂砾的重力沉淀和离心作用,上下俯仰方向上呈上漂趋势,而方位上呈明显右偏趋势。
在湖南长沙的非开挖实践中,采用150合金钻头配1.5 m岩芯管在砂砾层中进行先导孔钻进,在2 m的进尺里钻具上漂、右偏都达15 cm以上。
这种上漂现象在泵量越大的情况下越明显。
在这种情况下孔口定向应稍向左下偏。
同时,为了减小自然弯曲强度,可用刚度大,长度大和直径大的钻具。
规程参数对钻孔弯曲影响
回转钻进时,规程参数对钻孔弯曲有影响。
其中主要有:轴载、钻具转速、冲洗强度。
一般来说偏斜力随轴载的增加而增加,钻具偏斜程度和钻孔弯曲程度(特别是在机械钻速不高时)也可相应增加。
众所周知,为了提高钻进速度,人们把轴载提高到一定的数值,如果轴载超过一定
程度,不仅钻杆可能发生弯曲,而且钻孔也呈弯曲趋势。
轴载越大,钻孔弯曲越严重。
因此,在导向孔的施工过程中,靠单纯增大钻压是不可取的。
转速决定回转的性质和弯曲形态,如果钻杆柱仅仅围绕自身轴线回转,则钻具在较为确定和固定的方向上钻进,钻孔弯曲方向是稳定的。
另外,提高钻具转速,可使钻进孔段产生弯曲的各个因素的作用时间减少,弯曲机会也会下降。
因此,必须提醒:在导向孔施工中,低转速很容易造成钻孔弯曲。
目前“非开挖”面对对象主要是软土,因此,钻进时冲洗规程对钻孔弯曲的影响不可忽略。
当液体流速很大时,孔底部分的孔壁可能被冲毁,从而导致大的间隙并使钻具严重偏斜。
当液体流速小时,孔底被堵塞,使钻具端部呈“实心平头”形状,也易造成偏斜。
理论上,使用所谓的“无钻头”钻进方法应该最好,因为在这种状态下多数的偏斜力不直接作用在钻具上,减小了人工因素造成的弯曲。
实践中正是通过在导向钻头前端设置喷嘴进行高压射流来实现的。
这样通过减少规程参数对钻孔弯曲影响的时间和程度来达到减小钻孔弯曲的目的。
总之,钻进规程的合理配置可以提高钻进速度,改变规程参数的数值,可以调节钻孔弯曲的程度。
时间因素对钻孔弯曲的影响
实践表明:在软土地层中用粗径钻具水平钻进时,钻孔实际轨迹经常较大地偏离设计轨迹。
分析认为,粗径钻具越粗,进尺越慢,甚至“原地踏步走”,这样成孔时间越长,水的冲刷作用越厉害,特别是钻孔的下帮,再加之粗径钻具部分较钻杆重,所以钻孔轨迹偏离设计的水平轨迹,沿右下方向偏斜,无法保证施工精度和质量;在实践中采用轻质小口径全面钻头完成导向孔取得了很好的效果,这种钻头导正性好,土的破坏断面小,作用时间短,不易偏离设计轨迹,施工精度高。
扩孔对钻孔弯曲的影响
非开挖成孔一般按两步进行:先导孔施工后扩孔施工。
先导孔质量好坏决定施工的精度和施工成败;扩孔质量决定了铺管的成败。
因此如何快速、有效地扩孔成为非开挖工程师关注的问题。
如果成孔有大的弯曲,铺管难度大大增加,也易造成路面以下大的空洞,甚至垮塌。
扩孔过程对先导孔具有修正作用。
如果先导孔只具有小的弯曲,并且扩孔工具选用适当,经过扩孔工序后能达到较理想的“直”孔。
否则会造成“曲上加曲”的局面。
例如在软硬不均的地层,扩孔钻头易偏向软地层,即偏向阻力最小方向,多次的扩孔使这种现象趋于严重化,甚至形成大的阶梯。
因此遇到此类情况应合理选择扩孔钻头类型(图1)。
图14种扩孔钻头图1四种类型的钻头中,葫芦型钻头保直性最好,腰笼式钻头次之,而其他两种较差。
但牙轮扩孔钻头扩硬岩效果好,翼状刮刀扩孔钻头加工简单,过障碍能力强。
从规程参数上应采取快速通过,以减小造成弯曲的时间来达到钻孔的平直。
在回拉扩孔过程中,我们采用大轴载、高转速或者说高的回扩钻速使钻孔达到了较好保直性。
另外,随着孔径在横截面上的扩大,无疑会导致钻具和孔壁间出现间隙而形成非圆柱形的孔身,在此基础上,多自由度的钻头受到轴载、离心力、重力和扭矩等共同作用下会使弯曲加剧,应适当增加粗径钻具长度或采取组合钻具,并力求减小扩孔钻头重量。
扩孔完成后如发现弯曲较明显,应慎重对待,在可能的情况下用一定长度的环刀进行再修孔。
标志钻孔弯曲的迹象和确定方法
实践中也发现,不论导孔轨迹设计如何合理,造斜工具如何先进,但如果施工经验不足,控制不当还是很难完全按照设计的轨迹钻进,因此需要随时测量和监控,及时调整,当偏离太大时,常常需要逐步纠正,想一次性纠正过来往往造成过纠,致使钻孔成“蛇”型曲线。
现场监测弯曲的两种方式是:
1)通过目测弯曲过大时表现出来的一些迹象来发现钻孔弯曲。
这些迹象包括功率快速增加;动力头夹持器使钻柱偏磨或左右晃动加大;卸下机上钻杆时,孔内钻杆偏离设备轴线;钻杆易折断等。
2)随时放入测试探头的方法。
达到一定延米后退出钻具,通过专用接头安装探测器,边送入边
测试来监视弯曲的趋势和方向。
总之,在非开挖施工中,要运用好定向钻进技术,必须把握以下几点:
1)掌握钻孔弯曲的一般规律,把握好孔口定向关。
2)注意积累施工经验,选择和运用好钻具和钻进规程参数。
3)在扩孔工序中注意把握好扩孔对钻孔弯曲的影响。
4)适时对钻孔弯曲进行监控,采取一定的措施来防止偏斜或纠偏。