油气管道定向钻穿越技术及应用

目录
自序
前言
第1章 水平定向钻穿越技术概况 1
1.1 水平定向钻穿越技术的起源 1
1.2 国外发展历程 2
1.3 国内发展历程 4
1.4 水平定向钻穿越技术的基本原理 6
1.4.1 水平定向钻穿越技术的基本工序 6
1.4.2 国内水平定向钻穿越工程的等级划分 7
1.4.3 水平定向钻穿越技术的主要优势 8
1.4.4 水平定向钻穿越技术的局限性 8
参考文献 9
第2章 水平定向钻穿越工程设计 11
2.1 水平定向钻穿越勘察与测量 11
2.1.1 工程地质勘察的重要性 11
2.1.2 勘察方案的选择 11
2.1.3 地质勘察中关键的地层参数 12
2.1.4 测量及勘察技术要求 13
2.2 水平定向钻穿越*线设计 15
2.2.1 穿越深度 15
2.2.2 穿越地层选择 16
2.2.3 入出土点位置 16
2.2.4 入出土角度 17
2.2.5 *率半径 17
2.2.6 水平定向钻*线计算 18
2.3 扩孔孔径设计 19
2.3.1 *终扩孔直径 19
2.3.2 扩孔级差 19
2.4 回拖力计算及钻机选择 22
2.4.1 回拖力的构成 22
2.4.2 回拖力计算方法简介 23
2.4.3 三种回拖力计算方法分析 26
2.4.4 算例及对比分析 26
2.4.5 钻机选择 31
2.5 穿越管道设计 32
2.5.1 管材的选取 32
2.5.2 管道的应力校核 33
2.5.3 管道防腐与防护 40
2.5.4 焊接、检验、试压与测径 47
参考文献 48
第3章 水平定向钻穿越施工工艺 50
3.1 施工准备 50
3.1.1 设计文件复核 50
3.1.2 施工技术方案编制 50
3.1.3 地下设施再调查 50
3.1.4 施工场地及进场道路准备 51
3.1.5 施工设备安装 51
3.1.6 施工材料和资源准备 52
3.2 导向孔施工 52
3.2.1 导向孔钻进方式 52
3.2.2 导向孔钻进的钻具组合 54
3.2.3 导向孔钻进实施 55
3.2.4 导向孔钻进轨迹测量与控制 58
3.2.5 导向孔对穿工艺 62
3.3 扩孔施工 65
3.3.1 扩孔的方式及基本原理 65
3.3.2 扩孔施工的钻具选型 69
3.3.3 扩孔施工的控制措施 70
3.4 管道回拖 73
3.4.1 管道回拖前的准备 73
3.4.2 管道回拖的钻具组合 73
3.4.3 管道回拖控制措施 74
3.4.4 管道回拖降浮的措施 75
3.4.5 管道多接一回拖 76
参考文献 78
第4章 水平定向钻穿越施工设备及钻具 79
4.1 水平定向钻机 79
4.1.1 钻机的分类 79
4.1.2 钻机的组成（以模块式钻机为例） 81
4.1.3 钻机性能参数 85
4.2 导向系统 85
4.2.1 导向系统的原理 86
4.2.2 导向系统的组成 93
4.2.3 磁场辅助定位装置 95
4.2.4 钻头对接导向系统 96
4.2.5 水平定向钻无线导向系统简介 97
4.3 泥浆设备 98
4.3.1 泥浆配制设备 98
4.3.2 泥浆泵 99
4.3.3 泥浆处理系统 103
4.4 钻具 103
4.4.1 钻头 103
4.4.2 扩孔器 107
4.4.3 泥浆马达 110
4.4.4 钻杆 111
4.4.5 无磁钻铤 114
4.4.6 旋转接头 116
4.4.7 扶正器 117
4.4.8 打捞钻具 117
4.5 夯管锤 124
4.5.1 夯管锤结构和原理 125
4.5.2 夯管锤的选用及参数 126
4.6 推管机 126
4.6.1 推管机结构和原理 126
4.6.2 推管机选用及参数 130
参考文献 130
第5章 水平定向钻穿越泥浆 131
5.1 泥浆基础 131
5.1.1 泥浆的基本理论 131
5.1.2 泥浆的功用 139
5.1.3 泥浆材料 140
5.1.4 泥浆性能测试与控制 143
5.2 泥浆的设计与计算 149
5.2.1 泥浆的一般设计方法 149
5.2.2 泥浆材料用量计算 150
5.3 典型泥浆配方 151
5.3.1 松散地层泥浆配方 151
5.3.2 水敏抑制性泥浆配方 152
5.3.3 硬岩穿越泥浆配方 153
5.3.4 海水泥浆配方 154
5.4 现场泥浆管理 155
5.4.1 现场泥浆配制及管理 155
5.4.2 泥浆的回收与净化 156
5.4.3 废泥浆的无害化处理 158
参考文献 158
第6章 水平定向钻穿越重难点工程案例分析 160
6.1 长距离水平定向钻穿越案例分析 160
6.1.1 主要难点分析及处理措施 160
6.1.2 典型施工案例 162
6.2 大口径穿越案例分析 180
6.2.1 主要难点分析及处理措施 180
6.2.2 典型施工案例 180
6.3 卵砾石层穿越案例分析 184
6.3.1 主要难点分析及处理措施 184
6.3.2 典型施工案例 185
6.4 海底管道水平定向钻穿越 192
6.4.1 海底管道定向钻穿越概述 192
6.4.2 穿越的主要难点及处理措施 192
6.4.3 典型施工案例 194
6.5 山体岩溶地层穿越案例分析 205
6.5.1 主要难点分析及处理措施 205
6.5.2 典型施工案例 207
6.6 管道穿越工程实践与理论探讨 213
6.6.1 *率半径的计算推导 213
6.6.2 回拖入洞距离和高度（“猫背”）的计算推导 214
6.6.3 回拖力分析与**计算公式 216
6.6.4 *率半径较小时产生附加拉力的分析方法 221
6.6.5 出土点与入土点高差对洞内泥浆稳定性影响的理论分析 223
参考文献 226
第7章 典型事故分析处理及案例 227
7.1钻杆断裂及打捞 227
7.1.1 原因分析 227
7.1.2 预防及处理措施 229
7.1.3 工程实例 231
7.2卡钻 232
7.2.1 原因分析 232
7.2.2 预防及处理措施 233
7.2.3 卡钻事故实例 235
7.3管道回拖受阻 235
7.3.1 原因分析 236
7.3.2 预防及处理措施 236
7.3.3 管道回拖受阻工程实例 237
7.4孔壁失稳 241
7.4.1 原因分析 241
7.4.2 预防及处理措施 243
7.4.3 孔壁失稳工程实例 245
7.5冒浆与漏浆 247
7.5.1 原因分析 247
7.5.2 预防及处理措施 249
7.5.3 工程实例 253
参考文献 254
第8章 水平定向钻施工质量控制 256
8.1施工过程质量控制 256
8.1.1 导向孔钻进 256
8.1.2 扩孔 257
8.1.3 管道回拖 258
8.1.4 泥浆 259
8.2地下管线探测技术 260
8.2.1 地下管线探测要求 260
8.2.2 地下管线探测质量控制要点 260
8.2.3 常规探测技术 261
8.3防腐层完整性检测 265
8.3.1 回拖前检测 265
8.3.2 回拖后检测 266
8.3.3 馈电法测试应用实例 268
8.3.4 防腐层评价注意事项 270
参考文献 270
第9章 水平定向钻穿越的发展前景和展望 271
9.1总体发展趋势 271
9.1.1 Ф1422mm及以上的大管径穿越 271
9.1.2 5km以上超长距离穿越 271
9.1.3 复杂地层和坚硬地层穿越 271
9.2水平定向钻穿越技术应用领域的拓宽 271
9.2.1 向陆对海、海对海等海洋管道穿越领域延伸 271
9.2.2 向山体穿越领域纵深发展 272
9.2.3 向地质勘察等其他领域发展 272
9.3水平定向穿越装备及技术发展趋势 273
9.3.1 钻机 273
9.3.2 钻杆 274
9.3.3 钻具 275
9.3.4 导向仪器 276
9.4水平定向钻穿越新技术 276
9.4.1 水平定向钻硬岩钻进技术 276
9.4.2 水平定向钻旋转导向技术 277
9.5水平定向钻穿越智能化发展展望 279
参考文献 280
后记 282