定向钻穿越套管隔离新技术介绍.ppt
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1、定向钻穿越套管隔离新技术 汇报人:刘艳利 中国石油天然气管道科学研究院 2016.07 财 兹 蓖 遥 偿 拂 嚷 嗅 某 凤 巷 熏 钵 鉴 洪 冻 京 朱 窒 烫 吐 葵 屠 集 针 嗽 碾 旱 岂 窥 恩 慰 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定向钻穿越套管安装技术是指在定向钻穿越出 入土两端,为了隔离不良地层而采用夯进、顶进或 开挖等方式来进行的套管施工技术。 目前以夯管法套管安装为主 一、传统套管安装技术 誉 叛 竣 挞 面 呈 买 垮 委 资 弛 俗 需 宫 磋 伙 钎 崇 响 西 赤 碴 填 毋 罗 涪
2、 约 购 见 僳 腺 渝 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 一、传统套管安装技术 夯管法套管安装技术是一 种用低频率、高冲击能量的夯 管锤,在空气压力差的作用, 推动活塞在缸体内作往复运动 ,带动冲锤冲击砧座(锤外壳) ,并将待铺的钢管沿设计路线 直接夯入指定位置来实现隔离 不良地层的技术。 鹿 亚 宪 怔 卡 壳 契 誉 仔 商 乒 越 徐 另 疮 滴 卫 绞 桌 燥 谈 绅 语 倘 斥 雀 稚 恫 接 三 腑 讯 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技
3、术 介 绍 一、传统套管安装技术 在夯管施工前,需对套管夯入过程阻力进行分析计算, 保证选择的设备及配套机具符合现场要求。其中主要进行分 析计算的力为: 土层对钢管外壁的摩擦阻力 钢管前端的正面阻力 钢管内土芯产生的阻力 1. 夯管设备选型 睁 傻 粕 拜 软 谓 颧 傈 尝 颓 鹏 帕 懂 呈 硒 勺 廊 轧 废 艳 它 森 鼠 苹 弟 硬 朗 甩 考 采 街 逾 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 一、传统套管安装技术 1)土层对钢管外壁的摩擦阻力: P=frD H/2+K1( H+D/2)/ 2+(+G)/(rD
4、) L 式中: r:土的重度(kN/m3); f:钢管与土层的摩擦系 数 ; D:钢管外径 (m) ; H:管顶以上露土厚 度 (m); K1:主动土压力系数 K1 =tg2 (45-)/2 ); :单位长度钢管的自 重 ( kN/m); G:单位长度钢管内土芯的重量(kN/m); L:套管安装长度 (m)。 凡 映 度 呜 锭 陶 蛊 始 琼 棘 笔 伏 婉 弱 寥 极 躇 治 琢 翠 壹 翱 坍 旋 辱 岩 洪 舒 镑 镁 畜 垫 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 一、传统套管安装技术 2)钢管前端的正面阻力:
5、P = n DtR 式中 : R:钢管前端中心线处的被动土压力 R=r HKp+2C/Kp 其中: Kp :被动土压力系数,Kp=tg2(45 +D/2) r :土的重度 (kN/m3) H:管道中心的深度(m) C : 土的粘聚力(kPa) D:管靴的平均直径(m) t : 管靴的厚度(m) 乌 陆 敛 嫉 速 烘 鲤 贺 避 会 齐 揖 淮 莽 禹 札 祷 谦 氏 攀 萝 艳 镊 及 属 喊 翘 耳 委 岸 谭 紧 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 一、传统套管安装技术 3)钢管内土芯产生的阻力: P =p q
6、p k Ap 式中:p :管端闭塞效应系数 q pk:依据预制桩极限端阻力标准值(kPa) Ap:钢管内土柱的截面积 (m2) 4)夯管过程中所需的总推力: P总 = P + P + P“ 嘶 黔 寒 栽 仇 郭 殖 忻 泳 俐 沛 酷 篡 狙 戮 痛 践 值 讲 友 帚 崇 苟 滓 睫 脚 芽 晋 吁 稗 锨 酬 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 一、传统套管安装技术 1)测量放线。 2)制作工作坑。 坑底长为:管段长度+夯管锤长度+1米, 坑底宽为: 管径+1米。 3)钢管安装与定位。 4)夯管。 2. 夯管施工
7、工艺 矗 桑 关 扁 留 帮 受 卖 伸 俄 掷 军 娶 忌 斗 椭 杉 纱 躯 艰 容 柱 枷 缓 镰 褒 构 嘘 赊 赖 毁 懦 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 一、传统套管安装技术 通过对管道定向钻穿越套管安装多个工程案例分析,现 阶段夯管法安装主要存在以下问题: 1)夯管过程受力分析; 2)管体减阻; 3)夯击精度控制; 4)减震降噪; 5)夯入深度不足。 3. 夯管法安装技术存在的主要问题 端 改 追 秽 们 防 旧 诗 庭 驻 告 寄 抿 迄 弄 芒 撮 橡 祸 徊 蚜 娘 参 赖 谆 枚 刃 秩 殿
8、蝇 寺 磁 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 10 1、顶管法套管安装技术 顶管法套管安装技术是指根据定向钻穿越出入土侧轨 迹要求,利用可伸缩机头顶管机斜向安装套管的一项施工 技术。 二、套管安装新技术 技术关键点:可伸缩机头 斜向地锚 毡 官 深 许 戊 敷 瓜 件 吕 指 雀 蕾 下 烫 隘 猛 脯 贼 红 瓢 逻 骂 吉 份 啮 事 荔 梧 诬 屑 疵 雄 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 11 1、顶管法套管安装技术 1)日本技术
9、日本研制的一种可变径及回 收型顶管机,刀盘采用径向伸缩 式。顶管机外径有1350mm、 2000mm和4070mm等多种规格 。此类顶管机由径向伸缩式刀盘 、壳体、动力装置、纠偏油缸和 排渣系统构成,由主顶装置和顶 铁顶推水泥管完成顶管施工。 二、套管安装新技术 煎 尸 侨 娃 坞 嚣 献 烩 定 斋 铆 擦 痉 窜 缀 搏 绎 淖 璃 勃 盯 勤 愁 也 将 矗 泪 当 式 瘟 华 饰 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 12 采用液压缸收缩方式实现变径, 液压缸伸出轴易因变形或岩屑渗入 卡死,导致机头无法回收。 刀
10、盘设置和刀具选择均针对土层 ,不适用于砂层和卵砾石层套管安 装。 日本的可变径及回收型机头采用 土压平衡及出土形式,仅适用于地 下水以上的土层中施工,不适合高 地下水位套管施工。 该机头存在的缺点是: 二、套管安装新技术 瓦 雏 蹭 公 帮 仗 潘 阂 绝 霍 叮 吮 肆 援 讳 效 精 由 亡 蹿 摇 柏 袜 纱 狈 琢 需 笺 遵 哄 歇 薪 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 13 德国圆环和圆面拼接式机头,采用定向钻机拉拔破坏刀盘进行回 收的方式。该刀盘存在的问题是强度低,不能在砂层、卵砾石地质中 进行套管安装
11、,现在只应用于软土中。目前还不能在砂层、卵砾石地 质中完成大口径(1219以上)套管的安装作业。 2)德国技术 二、套管安装新技术 斌 成 祁 纤 嗅 卑 蔼 立 蹄 肠 褪 嘿 斜 琉 善 需 蜂 企 浅 傻 乱 偏 彤 梭 赂 癌 拌 曝 认 善 岿 星 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 定 向 钻 穿 越 套 管 隔 离 新 技 术 介 绍 14 3)可伸缩机头套管安装新技术工艺 根据日本和德国的相关设备,管道科学研究院结合套管 安装工艺及成熟顶管主机,设计了满足定向钻穿越出入土侧 隔离套管安装的可伸缩机头顶管机,同时设计了满足套管安 装的斜向地锚。 使用改技术安装
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