管道定向钻设计轨迹计算
第1章定向井轨迹计算及评价
井斜角常以希腊字母α表示，单位为度 (°)。一个测段内井斜角的增量总是下 测点井斜角减去上测点井斜角，以Δα 表示。
1.1 定向井轨迹的基本概念
一． 轨迹基本参数
③ 井斜方位角：
第1章定向井轨迹计算及评价
A：井眼轴线上每一点，都有其方位线，称为井眼方位线，或井斜 方位线。井眼轴线上某点处的井眼方向线投影到水平面上，即为该 点的井眼方位线（井斜方位线）
⑦ 视平移：有人称为投影位移，英文称Vertical Section，视平移可以定 义为水平位移在设计方位线上的投影。视平移以字母Ｖ表示。
1.2 井斜方位角的校正
第1章定向井轨迹计算及评价
1.2 井斜方位角的校正
一．子午线收敛角的概念
和计算
第1章定向井轨迹计算及评价
1. 子午线收敛角的概念
① 地理坐标系
B：井眼轴线投影到水平面上以后，过其上每一点作投影线的切线， 该切线向井眼前进方向延伸部分，即为该点的井眼方位线，或称井 斜方位线。
上述A和B两个定义，是相同的，都是正确的。
以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼方位线（井斜方位线） 上所转过的角度，即井眼方位角。注意，正北方位线是指地理子午 线沿正北方向延伸的线段。所以正北方位线和井眼方位线也都是有 向线段，都可以用矢量表示。
求得的乃是该测段的平本概念
三．轨迹的其它参数 第1章定向井轨迹计算及评价 垂深 水平投影长度，或称水平长度 • Ｎ坐标和Ｅ坐标 水平位移 平移方位角 闭合距和闭合方位 视平移
1.1 定向井轨迹的基本概念
三． 轨迹的其它参数
第1章定向井轨迹计算及评价
• 使用经度和纬度来 表示某点的位置；
• 地理坐标系可以准 确地表示一个点的 地理位置，但不能 表达地表上两点间 的距离和长度。
定向钻计算
年用气量万8800高峰小时用气量 2.4109589高峰小时用气量定边定边新区π= 3.1415926主管线埋深（m） 1.5管径（mm）168.3曲率半径=1500D（m）252.5入土角α（°）8.00.139626338弧度出土角β（°）8.00.139626338弧度入土点与出土点距离L（m）200.0入土端地面与底部直线的距离h1（m） 3.2入土端曲线的水平长度a2（m）35.1入土端曲线的长度CE（m）35.2入土端曲线的高度b2(m) 2.5入土端直线段的水平长度a1（m） 5.0入土端直线段的长度AC（m） 5.1入土端直线段的高度b1(m)0.7出土端地面与底部直线的距离h2（m）18.2出土端曲线的水平长度c1（m）35.1出土端曲线的长度FG（m）35.2出土端曲线的高度d2(m) 2.5出土端直线段的水平长度c2（m）112.3出土端直线段的长度GI（m）113.4出土端直线段的高度d1(m)15.8底部直线段的长度L1(m)12.4入土点与主管线碰口点的垂直高度j1（m） 1.5出土点与主管线碰口点的垂直高度j2（m） 1.5入土点与主管线碰口点的水平距离k1（m）10.7出土点与主管线碰口点的水平距离k2（m）10.7年用气量万年用气量万年用气量万92002000470002.520548高峰小时用气量0.547945高峰小时用气量 6.52777865277.78米脂年用气量万30000高峰小时用气量 4.16666741666.67年用气量万20000高峰小时用气量 2.77777827777.78年用气量万27000高峰小时用气量 3.753750011.551810.748222.311.510.722.2 1.004505。
水平定向钻施工作业中的有关计算
水平定向钻施工作业中的有关计算-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII水平定向钻施工作业中的有关计算2007年02月12日来源：中国水协设备网[摘要]：本文结合实际施工实例，详细，全面，列举了水平定向钻施工作业中的有关计算，为施工的顺利完成提供了数据保障。
对于工程施工有重要的指导意义。
[关键词]：水平定向钻钻径轨迹计算随着全国市政建设的高速发展，市政公用设施——城市地下管线的修复更换，安装完善工作也得以高速发展。
随着人们环境意识的增强，无开挖，无污染，高速高效施工方法——水平定向钻顶管敷管法已在全国范围高速发展，水平定向钻施工企业也在全国迅速膨胀，水平定向钻施工技术，实际操作经验也逐渐提高。
为适应这样趋势，本文汇总了水平定向钻施工作业中的相关计算，与施工作业者讨论。
1 管重及回拖力计算（1）．管子重量计算：计算管子重量时，查找各种材料手册比较方便。
也可用以下公式进行计算；Q= π ( DW- S ) S γ / 1000对于钢管则用下式计算重量：Q= 0.02466 S ( DW - S )式中 Q——管子重量, ㎏/mDW——管子外径， mmS ——管子壁厚，mmγ——管子材质密度，t/m3 ，如钢取7.85，铸铁取7.2（2）．所需回拖力计算：回拖产品管线所需回拖力也就是管壁和孔壁之间摩擦力w，其由下式计算；w = [ 2 p (1 + ka) + p0 ] f L式中：w——管壁和孔壁之间摩擦力，KNp——土对每米管道压力, KN/mka——主动土压力系数，一般取0.3p0——每米管道重量 , KN/mf——管壁和孔壁之间摩擦系数 , 02~0.6L——管道长度，m由上式可知，摩擦力主要取决于土对管道压力p和摩擦系数f的大小。
土对管道压力主要与土层的性质和导向孔的曲率有关。
沙土的粘聚力小，对管道的压力大，p一般按所敷管线直径1~2倍高度土质量计算；粘性土的粘聚力大，对管道压力小，p一般按所敷管线直径0.5~1倍高度土质量计算。
水平定向钻进导向轨迹设计算法讨论
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! " # % " + ! ! 收稿日期+ + # ! 作者简介 刘杰 中国地质大学# 武汉$ 工程地质硕士! 现工作于无锡市钻通工程机械有限公司! 从事非开挖水平 # & * ! .$ + ! 定向钻工作已有 ( 年! 具有丰富的现场经验和理论基础! 江苏省无锡市胡埭工业园区北区刘塘路 # 号! H I J # ( ! # & ( " * % % " + K @ 3 L B J # " % " & ( & * D 9 ; 3& " U U
定向钻穿越的计算方法
定向钻穿越的计算方法咱先说说定向钻穿越长度的计算。
这个长度可不是随随便便估摸的哦。
通常呢，要根据穿越的起点和终点在地面上的位置，然后考虑地下的地质情况等因素。
要是地质比较复杂，可能就不能简单地两点一线来算长度啦。
比如说遇到岩石层或者软土层交替的情况，钻杆可能得弯弯绕绕的，这个时候就要把这些弯曲的部分也考虑进去。
就像你在迷宫里走，不能只看入口和出口的直线距离，得把那些弯弯的路都算上才行呢。
再来说说钻孔直径的计算。
这得看你要穿过去的管道直径大小。
一般来说，钻孔直径要比管道直径大一些，就像给管道穿衣服得留点儿余量一样。
如果管道直径是50厘米，那钻孔直径可能就得60厘米或者更大点儿。
为啥呢？因为要给管道周围留出空间来填充一些保护材料呀，像膨润土之类的，这样可以保护管道，防止它被周围的土壤挤压变形。
还有就是拉力的计算。
这个拉力计算可重要啦。
它跟很多因素有关呢。
比如说管道的重量、钻孔的长度、还有地下的摩擦力。
如果管道很重，钻孔又长，那需要的拉力肯定就大。
这就好比你拉一个小推车，车上东西多，路又远，你就得使更大的劲儿。
在计算拉力的时候，要考虑到管道和土壤之间的摩擦系数。
不同的土壤类型，摩擦系数不一样哦。
像沙子的摩擦系数就和黏土的不一样。
要是算错了拉力，可能就会出现拉不动管道，或者在拉的过程中把管道拉坏了的情况，那就糟糕啦。
另外，关于穿越的入土角和出土角的计算也不能马虎。
这两个角度要根据具体的工程要求和地质条件来确定。
如果入土角太大或者太小，可能会影响钻孔的轨迹。
就像你扔一个球，扔的角度不对，球就飞不到你想要的地方去。
一般来说，入土角和出土角在一定的范围内比较合适，这个范围可能是8度到20度左右，不过具体还得看实际情况。
水平定向钻施工作业中的有关计算
水平定向钻施工作业中的有关计算2007年02月12日来源：中国水协设备网[摘要]：本文结合实际施工实例，详细，全面，列举了水平定向钻施工作业中的有关计算，为施工的顺利完成提供了数据保障。
对于工程施工有重要的指导意义。
[关键词]：水平定向钻钻径轨迹计算随着全国市政建设的高速发展，市政公用设施——城市地下管线的修复更换，安装完善工作也得以高速发展。
随着人们环境意识的增强，无开挖，无污染，高速高效施工方法——水平定向钻顶管敷管法已在全国范围高速发展，水平定向钻施工企业也在全国迅速膨胀，水平定向钻施工技术，实际操作经验也逐渐提高。
为适应这样趋势，本文汇总了水平定向钻施工作业中的相关计算，与施工作业者讨论。
1 管重及回拖力计算（1）．管子重量计算：计算管子重量时，查找各种材料手册比较方便。
也可用以下公式进行计算；Q= π ( DW- S ) S γ / 1000对于钢管则用下式计算重量：Q= 0.02466 S ( DW - S )式中Q——管子重量, ㎏/mDW——管子外径，mmS ——管子壁厚，mmγ——管子材质密度，t/m3 ，如钢取7.85，铸铁取7.2（2）．所需回拖力计算：回拖产品管线所需回拖力也就是管壁和孔壁之间摩擦力w，其由下式计算；w = [ 2 p (1 + ka) + p0 ] f L式中：w——管壁和孔壁之间摩擦力，KNp——土对每米管道压力, KN/mka——主动土压力系数，一般取0.3p0——每米管道重量, KN/mf——管壁和孔壁之间摩擦系数, 02~0.6L——管道长度，m由上式可知，摩擦力主要取决于土对管道压力p和摩擦系数f的大小。
土对管道压力主要与土层的性质和导向孔的曲率有关。
沙土的粘聚力小，对管道的压力大，p一般按所敷管线直径1~2倍高度土质量计算；粘性土的粘聚力大，对管道压力小，p一般按所敷管线直径0.5~1倍高度土质量计算。
导向孔的曲率半径R对p影响也较大，但当R﹥1200D（D为管线直径）时，可以不考虑其影响。
定向钻轨迹设计算法
科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界0引言定向钻一般多用于石油、天然气以及一些市政管道建设,由大型的定向钻机进行钻孔、扩孔、清孔等过程以后再进行管道回拖。
在石油工业中,定向钻技术应用较为广泛,由于其特殊的工程性质,往往需要较大吨位的钻机。
由于地层条件的复杂多变,因此不同地层施工方案多样化,从而造成施工的难度较大。
在石油天然气领域中,工程往往相对庞大,故而施工精度要求较高,因此对轨迹的初期设计就成减少施工问题提高工程质量的必不可少的环节。
在初期的地质调研完成后,轨迹的设计对于避开不良底层以及避开障碍物方面起到了重要作用。
对于轨迹设计国内外学者做了大量研究[1],建立的轨迹设计的整体模型,对于指导工程施工具有一定的意义。
然而,由于水平段的轨迹设计过于简单,无法满足工程实际的施工需求,故而需要进行水平段的多曲线设计。
目前导向孔的轨迹设计主要是借助于CAD等专业图形软件进行设计,优点是功能丰富标示清晰。
然而,对于特殊需求,例如需要对设计轨迹进行钻柱校核计算[2]时,需要开发独立的计算软件,因而需要一种模拟设计轨迹的算法。
现有的轨迹设计软件水平段过于简单,无法满足多曲线段设计。
本文在现有的设计轨迹方法[3]的基础上,开发了水平段多曲线段的设计算法———HMCA(Horizontal Multiply Curve Algorithm),可以适用于非开发水平定向钻的水平段轨迹设计,以及石油钻采领域的水平井轨迹设计。
1水平段多曲线计算模型参假设:1)每个曲线均为标准圆弧;2)沿着曲线方向,x坐标值呈递增趋势;3)曲线仅由直线和圆弧组成。
1.1模型描述取水平段作为研究对象,在给定水平段起点、水平段终点的情况下,对水平段进行多曲线设计。
基于以上前提,多曲线的设计既简化为一个已知圆弧半径和起点及终点求曲线的几何问题。
当分别求出各段曲线后,用直线连接,即完成了水平段多曲线设计。
定向钻轨迹计算
项次
数值
钢管内径（mm）
1000
钢管壁厚（mm）
12
钢管外径（mm）
1024
管内压力（MPa）
1.0
管外压力（MPa）
1.0
转弯半径（mm）
1500000
管材弹模（MPa）
200000
管材极限屈服应力σ（MPa）
345
备注
内压环向应力（MPa） 内压轴向应力（MPa） 弯曲轴向应力（MPa） 回拖轴向拉应力（MPa）
0.287 满足
41.7 20.8 68.3 1.7
最大轴向应力（MPa）回拖时
59.0 满足
最大轴向应力（MPa）运用时 最小轴向应力（MPa）
89.1 满足 -47.4
管材允许应力[σ]（MPa）
207
直管内压壁厚t＝pd/(2[σ])
2.4
回拖力计算 F(kN) 穿越管段长度 L(m) 钢管外径(m) 钢管内径(m) 摩擦系数 f(0.1~0.3) 泥浆密度 1.15~1.20 钢材密度 78kkN/m3 粘滞系数K=0.01~0.03
13.424 0.241632 Mpa
0.287 满足
谷河定向钻拖管强度、稳定计算
项次
数值
备注
钢管内径（mm）
1000
钢管壁厚（mm）
12
钢管外径（mm）
1024
管内压力（MPa）
1.0
管外压力（MPa）
1.0
转弯半径（mm）
1500000
管材弹模（MPa）
200000
管材极限屈服应力σ（MPa）
78 0.02
径向屈曲失稳核算 临界压力Pcr(MPa) 钢管椭圆度f0(%) n= m=
水平定向钻设计计算
入土端直线段高度b1= 2.6365 m
出土角β=
10
出土端曲线段水平长度c1= 1.85248 m
出土端直线段水平长度c2= 17.229 m
出土端直线段高度d1= 3.03793 m
出土端曲线段高度d2= 0.16207 m
底部直线段长度L0=
20 m
穿越长度L= 51.6821 m
孔轨迹设计计算
二、具体计 1、塑料管
钻杆直径 8.89 mm
管道外径D1=
320地面与底部直线段高度h1=
3m
出土端地面与底部直线段高度h2=
3.2 m
曲率半径R= 10.668 m
入土角α=
15
入土端曲线段水平长度a2= 2.76108 m
入土端直线段水平长度a1= 9.83954 m
入土端曲线段高度b2= 0.3635 m
水平定向钻先导孔轨迹设计计算 1）本计算书参照《水平定向钻法 一、前说明： 管道穿越工程技术规程 CECS3822014》 2）当穿越城镇河道时，管道顶部 至规划河床应根据水流冲刷、防 止冒浆、疏浚、抛锚等要求确 定，一般不宜小于3m； 3）当穿越公路、铁路、地面建筑 物时，最小覆土深度应符合各行 业要求；当本行业标准无特殊要 求时，最小覆土厚度按表5.3.7确
非开挖水平定向钻导向轨迹设计
非开挖水平定向钻导向轨迹设计非开挖水平定向钻导向轨迹设计随着非开挖水平定向钻技术的应用越来越广，对于定向钻施工过程中遇到的难题越来越多。
目前市场上所用的小型钻机，其导向孔施工过程中大多是采用无线定位技术，本文就无线定位技术穿越施工时导向孔轨迹设计方法作一简单的介绍。
标签水平定向钻；导向；轨迹设计1 非开挖定向钻轨迹设计与原理非开挖铺管的关键技术在于导向钻孔轨迹的精确控制，确保避开原有地下管线及障碍物，按设计路线准确、顺利地铺管。
它的基本步骤是：采用先进的导向探测仪对地下钻头的前后倾角、深度、导向板面向角等进行测量，根据测量结果人为预定其导进方向，并不断地调整钻头面角进行推进或继续钻进。
其中，“人为预定”是凭操作经验来进行的，依靠操作者判断和调整前进方向，这就使导向精度和速度降低。
一旦发现当前钻出的孔段轨迹与理想轨迹有差异时，退回重新校，由于在先期的钻进过程中，旧孔轨迹周围环境在高压泥浆液的强力冲刷下已变得松散，再想靠导向板的推进来改变方向校正出新轨迹孔就较为困难了，往往要退回很大的量才能校正过来，并且回程量也只有靠经验来控制。
因此，在导向钻进时总是希望能够预先知道按操作控制所能得到的地下轨迹，最好是在设计好钻进轨迹时就有一套操作控制程序。
对此，进行非开挖导向钻进轨迹的研究是非常必要的。
1.1 几何关系的建立在导向钻进过程中，钻头以回转钻进和只推进两种方式运动。
回转钻进时，其方向不发生变化，轨迹线为直线；推进时，其方向会按一定的规律变化，轨迹力地下空间曲线。
这样整个钻孔轨迹由若干段直线和弧线组成。
1.2 钻孔轨迹的控制设计导向钻进的轨迹设计一般要考虑三方面的要求。
1.2.1 铺设管线的深度和水平距离；1.2.2 避开的地下管线和石块等障碍物；1.2.3 钻进角度或出钻角度的弧度变化控制。
例如说，在横穿马路钻进施工中常见到这样的情况：钻机置于马路边缘一定距离外，钻机以一定的钻进角度开孔，向下偏导向钻进，希望经过一定长度的弧形轨迹，达到铺管设计深度时钻头的方向恰好调整到水平方向，再保持水平方向旋转钻进，保正钻孔准确地从地下原有两根管道之间的间隙中穿越。
导向轨迹设计计算
导向轨迹的计算
曲率半径R的计算公式：
R=管径×系数1500（管径的单位要转换为m）
每根钻杆变换的最大角度r：
r=钻杆长度×360÷2πR（R为曲率半径）
调整0到出入土角a所需的深度D：
D=R－R×cos a（R为曲率半径）
a
R R
D
调整0到出入土角a所需的钻杆数X：
X=a÷r
L Q
h
L d d
b b
c c a
a Q h
图6.1.6 穿越曲线长度计算示意图
钻机穿越曲线长度可按下式计算
a2＝R×sin Q入(6.1.6-1)
b2＝R×(1－cos Q入) (6.1.6-2)
b1＝h1－b2(6.1.6-3)
a1＝b1÷tg Q入(6.1.6-4)
c1= R×sin Q出(6.1.6-5)
d2= R×(1－cos Q出) (6.1.6-6)
d1=h2-d2(6.1.6-7 )
c2= d1÷tg Q出(6.1.6-8)
L1=L－a1－a2－c1－c2 (6.1.6-9)
式中：
a2 ——入土端曲线的水平长度R——曲率半径Q入——入土角b2 ——入土端曲线的高度h1——入土端地面与底部直线段的高度b1——入土端直线段的高度a1 ——入土端直线段的水平长度
c1——出土端曲线的水平长度Q出——出土角
d2——出土端曲线的高度h2——出土端地面与底部直线段的高度d1 ——出土端直线段的高度c2 ——出土端直线段的高度
L1 ——底部直线段的长度L——穿越长度。
定向钻计算
编制日期：08.1.2 定向钻穿越计算表－－ 计算式
Δ 4－Δ 1＋h0 Δ 5－Δ 1＋h0
[H1－R.(1－COS(α ))]./SIN(α R.α .2π /360 [H2－R.(1－COS(β ))]./SIN(β R.β .2π /360 [H1－R.(1－COS(α ))]./TAN(α [H2－R.(1－COS(β ))]./TAN(β R.SIN(α ) R.SIN(β ) L1＋l2＋l3＋l4＋l5 L1＋L2＋L3＋L4＋L5
名称 管径(mm) 管材 防腐层 入土角 出土角 入土角 出土角 规划河床底标高 河道蓝线宽度 入土点地面标高 出土点地面标高 入土点管顶标高 出土点管顶标高 穿越水平段距规划河床底深度 穿越弧线段曲率半径R=1500D 入土点管顶距水平段管顶深度 出土点管顶距水平段管顶深度 规划河床底宽(米) 管道水平段长度 入土段直线段长度 入土段弧线段长度 出土段直线段长度 出土段弧线段长度 入土段直线段投影距离 出土段直线段投影距离 入土段弧线段长度投影距离 出土段弧线段长度投影距离 穿越水平距离 穿越管道长度
)ห้องสมุดไป่ตู้) ) )
计算结果 219× 8 高频直缝电阻焊 双层环氧粉末，厚度400μ m 9.00 6.00 0.16 0.10 2.60 0.00 1.60 2.60 1.60 2.60 8.00 300.00 7.00 8.00 25.00 168.50 21.14 47.12 60.81 31.42 20.88 60.48 46.93 31.36 328.14 328.99
工程地点：余姚路~412#G 序号 代号 1 D 2 3 4 α (度) 5 β (度) 4 α (弧度) 5 β (弧度) 6 Δ 1(米) 7 L0(米) 8 Δ 2(米) 9 Δ 3(米) 10 Δ 4(米) 11 Δ 5(米) 12 h0(米) 13 R(米) 14 H1(米) 15 H2(米) 16 c(米) 17 L1(米) 18 L2(米) 19 L3(米) 20 L4(米) 21 L5(米) 22 l2(米) 23 l3(米) 24 l4(米) 25 l5(米) 26 l(米) 27 L (米)
水平定向钻施工作业中的有关计算
水平定向钻施工作业中的有关计算2007年02月12日来源：中国水协设备网[摘要]：本文结合实际施工实例，详细，全面，列举了水平定向钻施工作业中的有关计算，为施工的顺利完成提供了数据保障。
对于工程施工有重要的指导意义。
[关键词]：水平定向钻钻径轨迹计算随着全国市政建设的高速发展，市政公用设施——城市地下管线的修复更换，安装完善工作也得以高速发展。
随着人们环境意识的增强，无开挖，无污染，高速高效施工方法——水平定向钻顶管敷管法已在全国范围高速发展，水平定向钻施工企业也在全国迅速膨胀，水平定向钻施工技术，实际操作经验也逐渐提高。
为适应这样趋势，本文汇总了水平定向钻施工作业中的相关计算，与施工作业者讨论。
1 管重及回拖力计算（1）．管子重量计算：计算管子重量时，查找各种材料手册比较方便。
也可用以下公式进行计算；Q= π ( DW- S ) S γ / 1000对于钢管则用下式计算重量：Q= 0.02466 S ( DW - S )式中Q——管子重量, ㎏/mDW——管子外径，mmS ——管子壁厚，mmγ——管子材质密度，t/m3 ，如钢取7.85，铸铁取7.2（2）．所需回拖力计算：回拖产品管线所需回拖力也就是管壁和孔壁之间摩擦力w，其由下式计算；w = [ 2 p (1 + ka) + p0 ] f L式中：w——管壁和孔壁之间摩擦力，KNp——土对每米管道压力, KN/mka——主动土压力系数，一般取0.3p0——每米管道重量, KN/mf——管壁和孔壁之间摩擦系数, 02~0.6L——管道长度，m由上式可知，摩擦力主要取决于土对管道压力p和摩擦系数f的大小。
土对管道压力主要与土层的性质和导向孔的曲率有关。
沙土的粘聚力小，对管道的压力大，p一般按所敷管线直径1~2倍高度土质量计算；粘性土的粘聚力大，对管道压力小，p一般按所敷管线直径0.5~1倍高度土质量计算。
导向孔的曲率半径R对p影响也较大，但当R﹥1200D（D为管线直径）时，可以不考虑其影响。
水平定向钻设计计算
入土端直线段高度b1= 2.6365 m
出土角β=
10
出土端曲线段水平长度c1= 1.85248 m
出土端直线段水平长度c2= 17.229 m
出土端直线段高度d1= 3.03793 m
出土端曲线段高度d2= 0.16207 m
底部直线段长度L0=
20 m
穿越长度L= 51.6821 m
孔轨迹设计计算
水平定向钻先导孔轨迹设计计算 1）本计算书参照《水平定向钻法 一、前说明： 管道穿越工程技术规程 CECS3822014》 2）当穿越城镇河道时，管道顶部 至规划河床应根据水流冲刷、防 止冒浆、疏浚、抛锚等要求确 定，一般不宜小于3m； 3）当穿越公路、铁路、地面建筑 物时，最小覆土深度应符合各行 业要求；当本行业标准无特殊要 求时，最小覆土厚度按表5.3.7确
根据实际来定 塑料管1 钢管2 根据穿越障碍物实际参照表5.3.7 来定 根据实际进行调整 根据实际进行调整 根据实际确定
二、具体计 1、塑料管
钻杆直径 8.89 mm
管道外径D1=ຫໍສະໝຸດ 320 mm管道材质
1
入土端地面与底部直线段高度h1=
3m
出土端地面与底部直线段高度h2=
3.2 m
曲率半径R= 10.668 m
入土角α=
15
入土端曲线段水平长度a2= 2.76108 m
入土端直线段水平长度a1= 9.83954 m
入土端曲线段高度b2= 0.3635 m
定向钻管道长度计算规则
定向钻管道长度计算规则
定向钻管道长度计算规则是根据地质情况和所需钻井设计参数进行计算的。
以下是一般的计算规则：
1. 钻井设计参数包括井深、井斜、转角率、导向工具的规格和能力等。
根据这些参数，可以确定在每个井段中所需钻探的长度。
2. 根据地质情况，确定每个井段所需钻探的长度。
这包括确定需要钻探的岩层类型、厚度和倾角等。
3. 对于水平井段，根据油层的分布和开采需求，可以计算出需要钻探的井长。
一般来说，水平井段的长度越长，有效的油层开采面积越大。
4. 在计算定向钻管道长度时，还需要考虑地质风险和技术限制，如岩层稳定性、压裂能力、钻井设备的能力等。
这些因素可以对钻探长度产生影响。
总而言之，在计算定向钻管道长度时，需要考虑地质情况、钻井设计参数和技术限制等因素，以确定每个井段所需钻探的长度，从而得出整个定向钻管道的长度。
定向钻进 第一章 定向钻孔轨迹设计
二、孔身轨迹形式
孔身轨迹常见形式： （1）直线—曲线形式 上直下弯状
开孔施工直线段
曲线段，利用自然造斜或人工造斜钻达靶区。
第一章 定向钻孔轨迹设计
第二节 定向钻孔的类型和孔身轨迹形式
第一章 定向钻孔轨迹设计
第二节 定向钻孔的类型和孔身轨迹形式
一、定向钻孔的类型
1、按施工技术和方法不同分类 （2）受控定向孔 controlled directional hole （人工造斜定向孔 ）
特点：采用人工造斜手段和工艺措施，钻达目的层的钻孔， 需采用专门的定向造斜工具和配套技术。
适应于岩层无造斜作用或造斜作用不够， 以及克服造斜影响的矿区。
i L LB LA
（º/m）
cos1 (cos A cos B sin A sin B cos )
第一章 定向钻孔轨迹设计
第一节 定向钻孔的空间要素
四、钻孔轴线遇层角 angle of penetration
钻孔轴线靶点（见矿点）的切线与其在矿层面上的投影所夹的锐角。
地质要求钻孔遇层角一般不小于30º。
钻孔轴线各点的顶角、方位角、孔深 见矿点（靶点）的垂深和水平位移 曲线段的曲率和弯曲强度
钻孔轴线的遇层角
第一章 定向钻孔轨迹设计
第一节 定向钻孔的空间要素
一、空间要素
1、基本要素 定向钻孔轴线各点的顶角、方位角和孔深称为基本要素。
在三维坐标系中，原点O代表开孔点； X轴代表南北方向； Y轴代表东西方向； Z轴指地一下方向。
弯曲强度与曲率概念相同，都反映单位长度上角度变化。 是为了说明定向孔曲线段的弯曲程度。
1、顶角弯强 i drift deviation intensity 单位孔身长度上顶角的变化量。 表征钻孔顶角弯曲的强烈程度。
水平定向钻机的管道施工计算
水平定向钻机的管道施工计算摘要：以铜川市新区金泰路下游临时排水工程为例，介绍了先导孔轨迹设计技术，计算穿越工程所需最大回拖力，选择并确定水平定向钻机型号。
关键词：水平定向钻；先导孔轨迹设计；最大回拖力 前言水平定向钻法管道穿越技术是在不开挖地表面的条件下，铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工方法，广泛应用于供水、电力（讯）、然（煤）气、石油等管线铺设施工中，它适用于沙土、粘土、卵石等地况。
该种施工方法一般适用于管径A300～A1200mm 的钢管、PE 管，最大铺管长度可达1500m ，应用前景广阔。
1 工程概况铜川市新区金泰路下游临时排水工程，设计选用PE 管，污水主管线长度L=426.61m ，管径d=600m ，其中一次穿越最长距离为176.00m ，施工选用GS420-L 型水平定向钻机。
2 施工应用计算2.1 630mm PE 管自重力1）给水用聚乙烯(PE)管道公称壁厚（见表1）。
表1 给水用聚乙烯(PE)管道公称壁厚2）根据《水平定向钻法管道穿越工程技术规程》（CECS382：2014），由式（1）分析计算，每米管自重为0.081KN/m 。
ρργπω)(4212D D -== 0.081 KN/m （1）式中：ωρ－单位长度管道的重力；D 1 －管道外径（mm ），D 1=630mm ； D －管道内径（mm ），D =537.4mm ；γρ－管道材料的重度（聚乙烯管材一般取0.955KN/m ³）。
2.2 管材所能承受的最大回拖力由式（2）分析计算，计算出本工程PE 管材所能承受的最大回拖力为89.1T 。
N D D F 4221 -⨯=πσ= 89.1×104 N （2）式中：F －管材所能承受的最大回拖力（N ）； σ－管材的拉伸应力（MPa ），σ=21MPa ；D －管道内径（mm ），D=537.4mm ；N －安全系数，给排水、水电和通信等低压管道取2.0，燃气等高压管道取3.0. 2.3 单位长度空管道所受的净浮力本工程施工采用泥浆护壁，因管道受到泥浆的浮力作用，减少了管道与土体间的摩擦力，由式（3）分析计算，计算出本工程PE 管材在钻孔泥浆下的净浮力为3.409KN/m ³。
地下定向钻孔敷管计算规则
地下定向钻孔敷管计算规则地下定向钻孔敷管计算规则，是指在进行地下定向钻孔敷管工程设计中确定穿越物的位置、管径和管材等参数的数学模型和设计标准。
该计算规则不仅保证了地下定向钻孔敷管工程的安全和可靠性，还可以在一定程度上降低工程造价，提高施工效率。
地下定向钻孔敷管工程是以钻孔方式在地下进行管道铺设的一种地下管道工程，其优点在于避免了开挖过程中对现有道路、建筑物等的影响，对公共设施和环境损害小。
因此，该工程越来越受到重视。
在进行地下定向钻孔敷管工程设计时，需要根据工程要求和实际情况，确定管径、管材等参数，以保证工程的安全和可靠性。
对于孔径，应该根据管道的流量计算，一般按照正常流量的1.2-1.5倍进行选择。
对于管材，需要考虑到压力、耐候性、耐寒性等因素，选择合适的管材。
同时，还需要进行孔的布置和分配，考虑到孔节点距离、风险评估等因素，最终确定合适的敷管方式。
一、地下定向钻孔敷管计算规则的基本内容：1. 确定管道的流量，按照正常流量的1.2-1.5倍进行选择合适的孔径。
2. 确定管材的种类和规格，考虑到压力、耐候性、耐寒性等因素进行选择。
3. 根据地质情况、穿越物的位置、管道敷设深度等因素，确定钻孔长度和穿越物位置。
4. 进行孔的布置和分配，考虑到孔节点距离、风险评估等因素，最终确定合适的敷管方式。
二、地下定向钻孔敷管计算规则的实际应用：1. 地下管道：如市政府公用管道、燃气管道、自来水管道、污水管道等。
2. 水库、河流、湖泊穿越：如电力、煤矿、油田等工程的河流穿越等。
3. 铁路、公路、城市轨道等交通建设：如高速公路、地铁等的道路穿越。
4. 城市建设：如市政、楼盘、公园等建设工程的下水道等专用管道。
地下定向钻孔敷管计算规则的应用在以上诸多工程领域均有涉及，在完善和落实计算规则的同时，不断加强其在多个行业的日常使用和实际应用，从而不断提高设计和施工的效率，促进地下管线行业的健康发展。
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PE外径(mm)材质最小曲率半径(m)
110PE66
1
跨距(穿越段水平距离)m入土端直线段的水平长度(m)入土端曲线的水平长度(m) L a1a2
80.39776587 4.49811081816.70077212跨距
2
跨距(穿越段水平距离)m入土端直线段的水平长度(m)入土端曲线的水平长度(m) L a1a2
36.56234904 2.82039479611.46077973
3
跨距(穿越段水平距离)m入土端直线段的水平长度(m)入土端曲线的水平长度(m) L a1a2
47.06234904 2.82039479611.46077973
4
跨距(穿越段水平距离)m入土端直线段的水平长度(m)入土端曲线的水平长度(m) L a1a2
28.05276916 1.1220407039.185424663
底部直线段的水平长度(m)出土端曲线的水平长度(m)出土端直线段的水平长度(m) L1c1c2
3816.70077212 4.498110818底部直线段的水平长度(m)出土端曲线的水平长度(m)出土端直线段的水平长度(m) L1c1c2
811.46077973 2.820394796底部直线段的水平长度(m)出土端曲线的水平长度(m)出土端直线段的水平长度(m) L1c1c2
18.511.46077973 2.820394796底部直线段的水平长度(m)出土端曲线的水平长度(m)出土端直线段的水平长度(m) L1c1c2
4 4.6039272679.141376525
PE管的曲率半径(m)入土角(度)出土角(度)
Rθ入θ出
12088 PE管的曲率半径(m)入土角(度)出土角(度)
Rθ入θ出
661010 PE管的曲率半径(m)入土角(度)出土角(度)
Rθ入θ出
661010 PE管的曲率半径(m)入土角(度)出土角(度)
Rθ入θ出
6684
8-
18
入土端地面与底部直线段的高度(m)入土端直线段的高度(m)入土端曲线的高度(m) h1b1b2
1.80.632168249 1.167831751入土端地面与底部直线段的高度(m)入土端直线段的高度(m)入土端曲线的高度(m) h1b1b2
1.50.497311699 1.002688301入土端地面与底部直线段的高度(m)入土端直线段的高度(m)入土端曲线的高度(m) h1b1b2
1.50.497311699 1.002688301入土端地面与底部直线段的高度(m)入土端直线段的高度(m)入土端曲线的高度(m) h1b1b2
0.80.1576925370.642307463
4
12
出土端地面与底部直线段的高度(m)出土端直线段的高度(m)出土端曲线的高度(m) h2d1d2
1.80.632168249 1.167831751出土端地面与底部直线段的高度(m)出土端直线段的高度(m)出土端曲线的高度(m) h2d1d2
1.50.497311699 1.002688301出土端地面与底部直线段的高度(m)出土端直线段的高度(m)出土端曲线的高度(m) h2d1d2
1.50.497311699 1.002688301出土端地面与底部直线段的高度(m)出土端直线段的高度(m)出土端曲线的高度(m) h2d1d2
0.80.6392273170.160772683
河底高程(m)入土点地面高程(m)出土点地面高程(m)
-1-1.2-1.2
河底高程(m)入土点地面高程(m)出土点地面高程(m)
-1-1.5-1.5
河底高程(m)入土点地面高程(m)出土点地面高程(m)
-1-1.5-1.5
河底高程(m)入土点地面高程(m)出土点地面高程(m)
-1-1.2-1.2
设计燃气管道底部直线段高程(m)
-3
设计燃气管道底部直线段高程(m)
-3
设计燃气管道底部直线段高程(m)
-3
设计燃气管道底部直线段高程(m)
-2。