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非开挖水平定向钻孔中的泥浆作用机理研究

非开挖水平定向钻孔中的泥浆作用机理研究

作者：晁东辉上海交通大学

学位级别：硕士

随着对城市环保程度的提高,绿色工程大受青睐,又因为非开挖技术具有不破坏城市路面、不影响正常交通、噪音小等显著特点,所以在城市地下管线铺设工程中显得越来越重要。然而,现在城市地下管线日趋复杂,非开挖水平定向钻孔在土体中的施... 详细信息

随着对城市环保程度的提高,绿色工程大受青睐,又因为非开挖技术具有不破坏城市路面、不影响正常交通、噪音小等显著特点,所以在城市地下管线铺设工程中显得越来越重要。然而,现在城市地下管线日趋复杂,非开挖水平定向钻孔在土体中的施工环境也变得越来越复杂;在水平定向钻孔的施工中造成的土体变形极易引发工程事故,所以对其研究是该类工程中势不可少的一环。在水平定向钻孔中,对钻进扩孔过程中土体应力应变的模拟分析,可以研究附近土体的变形和应力情况,有利于对地面土体的变形预测与研究,避免地上与地下构筑物的破坏,从而减小施工难度、加快施工进度、降低工程造价及工程事故,提高工程质量。此外,土体中水平钻孔中孔壁稳定性也是人们一直关心的重要问题,严重的孔壁失稳将引发周围环境的破坏,而孔壁稳定性的重要决定因素是孔内形成的混合泥浆和工程处的地质状况,本论文着重研究孔内混合泥浆的性质以及其对壁周围土体应力应变场的影响,探讨多级扩空过程中孔周围土体应力应变以及地表沉降分布和发展规律,为水平钻孔的施工和设计提供较为可靠的依据。本文主要通过现场混合泥浆的粘性、失水性和稳定性要素试验,确

关键词：水平定向钻孔模型试验泥浆数值分析

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水平定向钻孔孔壁稳定性计算分析

低碳世界 2021年第5期11卷 91-92页

作者：裴大威广东顺德电力设计院有限公司广东佛山528300

水平定向钻施工工艺在高压电缆过江方面具有较好的行业优势和推广前景,但在实际工程应用中,对于一些胶结能力较差或以松散介质为主的地层,经常会出现孔壁变形、掉块或坍塌等孔壁失稳情况。本文详细介绍了普氏理论在水平定向钻孔孔壁稳... 详细信息

水平定向钻施工工艺在高压电缆过江方面具有较好的行业优势和推广前景,但在实际工程应用中,对于一些胶结能力较差或以松散介质为主的地层,经常会出现孔壁变形、掉块或坍塌等孔壁失稳情况。本文详细介绍了普氏理论在水平定向钻孔孔壁稳定性计算中的原理和公式,同时结合某110 kV高压电缆工程采用水平定向钻施工方案,给出了普氏理论的孔壁稳定性分析判断,对工程设计具有很好的指导意义。

关键词：水平定向钻孔孔壁稳定普氏理论

地面水平定向钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙的合理层位研究

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地面水平定向钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙的合理层位研究

作者：杨静中国矿业大学

学位级别：硕士

高家堡煤矿煤系地层中普遍赋存一层巨厚、富水的洛河组含水层,是井下涌（突）水主要水源。该矿一盘区在实施限高开采与超前探放水条件下,采空区涌水量仍达到800m/h左右。为了最大限度降低井下涌水量、减轻水害威胁,矿井开展了利用地面... 详细信息

高家堡煤矿煤系地层中普遍赋存一层巨厚、富水的洛河组含水层,是井下涌（突）水主要水源。该矿一盘区在实施限高开采与超前探放水条件下,采空区涌水量仍达到800m/h左右。为了最大限度降低井下涌水量、减轻水害威胁,矿井开展了利用地面水平定向钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙的堵水工程试验。由于采动裂隙在不同岩层层位会呈现不同的发育特征,而水平定向钻孔施工层位的不同将造成注浆材料在不同层位不同裂隙通道中的滞留特征,从而影响最终的堵水效果;因此研究确定水平定向钻孔的合理层位对于提高注浆堵水效果尤为重要。综合采用模拟实验、理论分析与现场实测等手段,对高家堡煤矿一盘区导水裂隙带分布、不同层位定向钻孔揭露的裂隙发育特征及其导浆表征以及最优注浆层位选择等问题开展了研究。利用基于关键层位置的“导高”判别方法以及数值模拟实验,对一盘区工作面不同开采条件下覆岩导水裂隙带发育高度进行研究,得到了一盘区导水裂隙带空间分布特征。由于不同区域导水裂隙发育存在明显差异,导致同一水平定向钻孔钻进会揭露不同发育特征的采动裂隙,从而引起不同的导浆特征和封堵特性。据此利用物理模拟实验对不同层位钻孔揭露的裂隙发育及其浆液导流特征进行了研究,得到了钻孔在不同层位由采区外侧向内钻进过程中揭露采动裂隙的3种典型类型:第一,钻孔钻进首先揭露超前支承压力引起的压剪裂隙,因其开度小、沟通性较差,故易于封堵;其次揭露岩层破断回转引起的V型上端张拉裂隙,裂隙开度大、且注浆浆液极易沿裂隙平面延展方向扩散,难以封堵;再次揭露岩层破断回转引起的倒V型下端张拉裂隙,因其易与下部离层裂隙沟通,浆液需达到其在离层中的平面扩散半径才能实现封堵;最后揭露中部压实区开度较小的闭合裂隙。第二,在第一种类型基础上,钻孔揭露上端张拉裂隙后还可能出现因穿层而揭露其与上部邻近岩层间的离层裂隙,注浆浆液封堵此类离层裂隙时,需使得注浆浆液达到其扩散半径才能实现顺利钻进。第三,在导水裂隙带以上区域穿层钻进揭露离层裂隙,此区域离层裂隙相对封闭空间量较小,因此在此轨迹下离层裂隙注浆相对容易封堵。综合考虑采动裂隙对注浆材料的滞留能力、注浆封堵的有效性、钻进施工的可靠性等3方面原则提出了水平定向钻孔注浆堵水的最优层位确定方法。即所选层位应利于堵水材料在裂隙通道中滞留而不至于跑浆,对应层位钻孔钻进应能揭露导水的主要裂隙通道,且钻进岩层岩性应能保持钻孔壁围岩稳定。据此对高家堡煤矿水平定向钻孔注浆堵水的最优钻进层位进行了确定,为堵水工程实施提供了参考和借鉴。

关键词：水平定向钻孔关键层导水裂隙导浆表征注浆堵水最优层位

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超短半径水平定向钻孔技术在Y井区的应用

化学工程与装备 2018年第8期 108-109页

作者：赵成琢徐晓燕大庆榆树林油田开发有限责任公司

Y井区渗透率低、储层连通性差、水驱控制程度低、采出程度低,为进一步提高储层动用程度,提高区块采收率,提高开发效果,在对剩余油分布进行精细研究并结合生成实际情况的基础上,确定用水平定向钻孔技术来挖掘剩余油潜力,为同类储层提高... 详细信息

Y井区渗透率低、储层连通性差、水驱控制程度低、采出程度低,为进一步提高储层动用程度,提高区块采收率,提高开发效果,在对剩余油分布进行精细研究并结合生成实际情况的基础上,确定用水平定向钻孔技术来挖掘剩余油潜力,为同类储层提高开发效果提供了借鉴经验

关键词：水平定向钻孔渗透率设计油田开发

潜孔锤水平定向钻孔技术在贵州务川县安全村人畜生活用水引水工程中的应用

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西部资源 2019年第5期 72-74页

作者：罗国金贵州省煤田地质局一五九队

贵州是我国一个相对缺水的地区,特别是岩溶发育的山区缺水现象尤为严重。本文通过对潜孔锤水平定向钻孔技术在贵州务川县安全村人畜生活用水引水工程中的应用介绍,总结了一点在缺水严重、施工条件差、经济困难的岩溶发育山区,采用履带... 详细信息

贵州是我国一个相对缺水的地区,特别是岩溶发育的山区缺水现象尤为严重。本文通过对潜孔锤水平定向钻孔技术在贵州务川县安全村人畜生活用水引水工程中的应用介绍,总结了一点在缺水严重、施工条件差、经济困难的岩溶发育山区,采用履带式、钻进速度快的潜孔锤钻机进行水平定向钻孔施工,将发育位置相对较高、又不能自行流出洞口的溶洞水引出,达到解决附近位置相对较低的村民生产和生活用水困难的经验,特别是潜孔锤水平定向钻孔施工的经验,以期对类似条件的地区解决人民生产生活用水困难问题起到一定的指导作用。

关键词：潜孔锤水平定向钻孔岩溶山区引水工程溶洞水

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煤矿井下近水平定向钻具摩擦阻力分析

煤炭科学技术 2013年第2期41卷 87-90页

作者：李浩姚宁平张杰王力中国煤炭科工集团西安研究院陕西西安710077

为了指导对煤矿井下定向钻进参数的选择、明确钻孔轨迹控制及对孔内工况的判断,需要对钻具摩擦阻力进行研究和预测。在借鉴石油领域钻具摩擦阻力模型研究成果的基础上,根据煤矿井下近水平定向钻进技术的特点,对钻柱微元段受力分析,建立... 详细信息

为了指导对煤矿井下定向钻进参数的选择、明确钻孔轨迹控制及对孔内工况的判断,需要对钻具摩擦阻力进行研究和预测。在借鉴石油领域钻具摩擦阻力模型研究成果的基础上,根据煤矿井下近水平定向钻进技术的特点,对钻柱微元段受力分析,建立了钻具摩擦阻力软杆模型。对摩擦因数的反算法进行了研究,推导出3种常规工况下的摩擦阻力计算公式。对高河煤矿定向钻孔起钻、定向钻进2种常见工况的孔口载荷进行预测,结果显示预测值与实测值的平均偏差小于0.50 MPa,孔口载荷预测精度满足现场施工精度要求。

关键词：钻具摩擦阻力煤矿井下水平定向钻孔软杆模型摩擦因数

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定向钻穿越的指导性设计参数

石油石化节能 1993年第5期 25-26+29页

作者：褚贵生吕世生

经过20多年的实践证明,水平定向钻孔是穿越河流、浅滩、航道、漫滩及各种人口稠密地带安装天然气、原油和成品油管道的一种可靠而经济的方法。通过多种钻孔穿越获得的数据足以能够建立设计参数;穿越长度为短的几百英尺,长的一英里,穿越... 详细信息

经过20多年的实践证明,水平定向钻孔是穿越河流、浅滩、航道、漫滩及各种人口稠密地带安装天然气、原油和成品油管道的一种可靠而经济的方法。通过多种钻孔穿越获得的数据足以能够建立设计参数;穿越长度为短的几百英尺,长的一英里,穿越管径也有大有小。

关键词：水平定向钻孔设计岩芯管线

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南水北调配套工程非开挖水平定向钻穿越技术

水科学与工程技术 2015年第2期 75-77页

作者：王伟沧州水利勘测设计院河北沧州061000

南水北调配套工程水厂以上输水管道工程第一设计单元由于线路较长,管线多处穿越了公路、河流等。在穿越公路及河流的工程设计中,通过方案比选大量采用了不污染环境、不影响(或少影响)交通、施工周期短、综合成本低的非开挖水平定向钻穿... 详细信息

南水北调配套工程水厂以上输水管道工程第一设计单元由于线路较长,管线多处穿越了公路、河流等。在穿越公路及河流的工程设计中,通过方案比选大量采用了不污染环境、不影响(或少影响)交通、施工周期短、综合成本低的非开挖水平定向钻穿越技术。该技术的应用有效地解决了传统的"开膛破肚"式管线施工导致的社会问题、交通问题和环境污染等问题。

关键词：非开挖技术水平定向钻孔穿越南水北调

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宁正矿区顶板水害防治技术探索研究

内蒙古煤炭经济 2020年第17期 121-122页

作者：杨小全华能庆阳煤电有限责任公司核桃峪煤矿甘肃庆阳745306

本文就宁正矿区顶板水害压裂止裂防治技术进行探索和研究,为有效治理顶板巨厚洛河组砂岩含水层水害威胁提供了有效的措施。

关键词：洛河组砂岩含水层水平定向钻孔覆岩破坏压裂覆岩层采动裂缝