水平定向钻穿越施工中的定向控制技术

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1、水平定向钻穿越施工中的定向控制技术第２４卷第２￣３期非开挖技术Ｖ０１．２４．Ｎｏ．２—３２００７纯ＴｒｅｎｃｈｌｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｒ．，２００７４５叶文建（四川石油天然气建设工程有限责任公司）摘要：本文主要简介水平定向钻定向控制系统功能及系统组成，定向控制的工作原理，为保证定向钻穿越项目的成功，结合管道穿越曲线和定向控制系统来设计定向钻穿越施工控向曲线，通过控向曲线来测定定向参数，为保证控向精度需要设置人工磁场及如何进行纠正计算。关键词：水平定向钻、定向控制、地磁系统、人工磁场。１定向控制系统概述接电缆将探头所处的空间状态传输到地面信号接收处理器单元，信号通过接

2、收处理器单元调制处理以目前在河流长距离定向钻穿越施工时，为了保后再传到数据处理计算机，通过计算机可以计算定证导向孔曲线复合设计要求，在进行导向孔钻进时向数据，并将计算数据通过接收处理器单元输送到需要严格控制曲线的走向，控制导向孔曲线一般采司钻显示器上。控向操作人员可以根据显示的数撼用美国Ｓｈａｌｌｗｅｌ公司的有线地磁控制系统进行参数来分析判断探棒实际位置与设计位置的偏差，确定控制，使控制人员能够随时掌握导向孔轨迹情况，并下一个应该钻进到的位置，并告知司钻操作手下一实时发出指令指导司钻操作人员进行导向孔钻进。步该如何钻进，同时司钻手可以通过司钻显示器显该控制系统的监测深度可达

3、到上千米，水平距示的探头工具面的位置来判断钻头的方向和该如何离可达到几千米，只要传感探头（ｐｒｏｂｅ）能够获得足来改变钻头的钻进方向。够的电能，事实上才有线控制系统就能解决探头的供电问题。４控向曲线设计２定向控制系统的组成在穿越施工前，首先要设计控向曲线，控向曲线与设计曲线是两个不完全相同的曲线，控向曲线是有线控制系统有两个部份组成：一个是孑Ｌ底系在设计曲线的基础上根据钻具组合、穿越管道的直统，一个地面系统。孔底系统包括无磁钻铤、探棒（探径、控制探头的精度等相结合形成的综合曲线。设计头Ｐｒｏｂｅ）、探棒室和扶正器、无磁延长杆。地面系统曲线主要考虑安装管道的自身安全而确定的就

4、位曲包括：控制信号传输电缆、数据接收转换器、数据处线。在工程开工前，控向操作人员必须根据管道的就理电脑、司钻显示器和打印机。位曲线来设计施工控向曲线，根据控向曲线来确定３定向控制系统工作原理每根钻杆的折角和方位角的最大变化值。这样可以保证穿越曲线的平滑顺直，降低管道回拖时的阻力。孔底探头是由探头内部的定向模块（磁力传感和重力传感）、数字化电路、调制电路和控制电路等５控向参数的设置组成，在通电的情况下，定向模块热模型数据通过连控向参数是定向钻穿越工程成功的关键工序，作者简介：叶文建，男，１９７１年出生，汉，１９９７年７月毕业于兰州大学水文地质与工程地质专业，参加工作至今一直在

5、四川石油天然气建设工程有限责任公司工作，并一直从事非开挖技术管理工作，是公司第一个从事非开挖技术工作的技术人员。先后参加了四川天然气南环干线、重庆沙坪气田内部集输管线、兰成渝成品油管道、西气东输管线、联络线、孟加拉Ａ—Ｍ输气管线等项目的非开挖项目施工，积累了大量的经验。４６非开挖技术ＴｒｅｎｃｈｌｅｕＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２００７年是定向钻穿越必不可少的步骤。定向钻穿越施工前，需要对控向参数进行测定和计算，然后将现场测定的参数作为基准来指导施工。在施工前，首先根据穿越管道的设计位置（包括入土点和出土点、入土角和出土角）来测定管道穿越的中心线，并在人土侧和出土侧分别标示出中心桩

6、。利用探头在该中心线上测定穿越施工中需要的各种初设参数，为穿越施工提供基准。５．１探头精度校正测量首先将探头安放在两根带有“Ｖ”型槽的木条上，将探头和接口单元、控制电脑和电源（１１０Ｖ交流）连接起来。电源以后，开启接口单元上的供电按钮，给系统供电，通电以后探头会将获取的定位参数传输到接口单元，通过接口单元再传输到计算机，在计算机显示屏上会显示探头的各种参数和当地地磁场强度和地磁夹角，以及重力场的大小和探头高端（Ｈｓ）等数值。为了测量数据的真实性，应将探头放置在无外界磁场干扰的地方（包括作业人员、高压电缆、通讯电缆和其他金属等），而且要使探头远离这些障碍物至少６０ｍ，探头不能

7、直接放在地面上，并尽可能的离地面高些。探头放置在Ｖ型木架上时，应使将探头旋转到Ｈｓ＝００，倾斜角Ｉｎｃ＝９００，并首先测量方位角在Ａｚ＝００时（位置一）的磁场（Ｈ）和重力场（Ｇ）和地磁夹角（Ｄｉｐ），然后将探头稳定在Ｖ型固定木槽上以为次４５。转动，每转动４５０测量一组数据，在同一位置总共测量８组数据，每组获取三组数据，总共获取２４组。在“位置一”测量完成以后，将探头顺时针旋转９００和１８００再重新测量，测量完成以后，利用测量所得的数据计算ＧＴｏｔａｌ，ＨＴｏｔａｌ，Ｄｉｐ值，通过每组数据进行比较，来判定探头误差。计