Instalación de microductos A Método A para reducir la desviación de la curva en la perforación direccional horizontal (HDD).

La perforación direccional horizontal (HDD) es una máquina de construcción utilizada para colocar varias instalaciones públicas subterráneas sin excavar el suelo, como microductos y cables. Basado en los problemas encontrados durante la construcción de cruces subterráneos con HDD, este documento analiza las causas de la desviación del orificio de guía de la curva diseñada original durante la construcción de cruce, y resume algunos métodos para reducir la desviación de la curva en función de la experiencia laboral práctica.

Características técnicas y perspectivas de aplicación de perforación direccional horizontal (HDD).

La perforación direccional horizontal (HDD) se ha aplicado ampliamente en la colocación de tuberías para el petróleo, el gas, el gas natural, el suministro de agua, la fuente de alimentación y las comunicaciones, y generalmente se puede construir en áreas de rocas no duras. La tecnología de perforación direccional horizontal ofrece una serie de ventajas, como bajo costo, construcción rápida y alta precisión de construcción.

En los últimos 20 años, esta tecnología ha logrado un rápido desarrollo y actualmente está evolucionando en múltiples direcciones, incluida la miniaturización y la aplicación a gran escala, la adaptabilidad a la construcción de rocas duras, extracción automática de tuberías de perforación y apilamiento, y orientación ultra profunda. Sus perspectivas de aplicación serán extremadamente amplias.

Desviación del orificio de guía de la curva de diseño original durante el proceso de perforación.

El primer paso crítico en la tecnología de cruce direccional horizontal es perforar el orificio de guía. La calidad del orificio de guía afecta directamente el éxito de la redhaul de tuberías y es un factor importante que determina el éxito del proyecto. El propósito principal del orificio de guía es proporcionar un orificio piloto que cumpla con los requisitos de diseño originales. Todos los agujeros preexpandados en cada nivel que cumplan con los requisitos de cruce deben ampliarse con la curva del orificio de guía como el eje para lograr el diámetro adecuado para las condiciones de retorno. Por lo tanto, si la curva general del orificio de guía puede cumplir con el radio elástico de toda la tubería determina directamente si la pre-expansión en cada nivel puede lograr el radio elástico de toda la tubería. El diseño exitoso del orificio de guía sirve como base para la exitosa retama de los agujeros preexpandados en los niveles posteriores y es uno de los componentes críticos de todo el proyecto de cruce. Sin embargo, durante el proceso de perforación y cruce del orificio de guía, a menudo ocurren desviaciones de la curva diseñada original.

Basado en años de experiencia laboral con tecnología de perforación direccional horizontal, las causas de tales desviaciones se pueden resumir en los siguientes cinco puntos.

(1) Factores externos inevitables.
como el terreno, la humedad subterránea del suelo y las condiciones de formación causan desviaciones en la curva de cruce de construcción.

(2) Interferencia de campos magnéticos externos.
Por ejemplo, las líneas de alto voltaje, los cables ópticos subterráneos y las condiciones de formación pueden afectar el ángulo de acimut magnético durante la perforación del orificio de guía, lo que lleva a desviaciones entre los datos que se muestran en la computadora y los datos de la curva de diseño original.

(3) Desviaciones entre el ángulo de posicionamiento inicial de la plataforma de perforación y la línea central de cruce diseñada de la tubería, que requieren corrección de las desviaciones tan pronto como el orificio de guía comienza a perforar.

(4) causado por operadores de plataformas de perforación.
La operación inadecuada durante la perforación de orificio de guía conduce a desviaciones entre la trayectoria de cruce y la curva de diseño.

(5) Errores de medición.
incluyendo inexactitudes para medir el ángulo de azimut magnético de la línea central de cruce, inexactitudes para medir la diferencia de elevación entre el punto de entrada y el punto de salida, e inexactitudes en la entrada de longitud de la tubería de perforación en la computadora.

Los puntos anteriores son las principales causas de las desviaciones entre el orificio de guía y la curva de diseño durante la perforación. Con una comprensión clara de las causas, se deben adoptar soluciones específicas para encontrar métodos para reducir las desviaciones de las curvas. A continuación se presentan algunos métodos para abordar estos problemas.

Métodos para reducir las desviaciones entre la curva de orificio de guía y el diseño.

1. Use el campo magnético artificial para reducir la desviación de la curva de orificio de guía

El sistema de control de perforación direccional horizontal es el campo geomagnético, y los datos del orificio de guía se transmiten a la computadora a través de la aguja de la sonda detrás de la broca de taladro. Sin embargo, el campo geomagnético es muy débil y fácilmente afectado por el campo magnético de otros objetos en el mundo exterior, lo que resulta en datos de azimut magnéticos inexactos. El campo magnético artificial se crea agregando una corriente directa fuerte y luego estableciendo una bobina cerrada en ambos lados de la línea central de cruce. Por lo tanto, el campo magnético generado por el campo magnético artificial es mucho más grande que el campo magnético del campo geomagnético y otros objetos, por lo que la interferencia será mucho menor. Incluso se puede ignorar. Este campo magnético artificial es fácil de colocar, pero es muy efectivo. Y es económico. El campo magnético artificial puede reflejar con precisión la posición específica de la sonda en el trabajo subterráneo, la altura del punto de cruce y las compensaciones izquierda y derecha. Los datos obtenidos son un reflejo de la posición verdadera de la sonda.

Cuando la sonda de la perforación direccional horizontal alcanza la bobina cerrada del campo magnético artificial, la fuente de alimentación de CC está conectada para generar un campo magnético. El desplazamiento del eje de cruce y la diferencia de elevación se miden mediante este campo magnético artificial. Y el acimut de la sonda en este momento se puede determinar comparando las desviaciones izquierda y derecha del campo magnético artificial y el campo geomagnético. Por lo tanto, se mide el acimut de la siguiente varilla de perforación. Además, dado que el campo magnético artificial puede medir con precisión el acimut del cruce de la tubería bajo la interferencia del campo geomagnético, y puede corregir el acimut magnético de dirección sin ser perturbado por el campo geomagnético, puede controlar mejor la desviación entre la curva de cruce y la curva diseñada. Y el campo magnético artificial asegura mejor la suavidad de la curva de cruce.

2. La interferencia del campo magnético externo debe reducirse.

El campo magnético externo incluye principalmente tuberías subterráneas, cables subterráneos y algunos edificios rígidos. Estos campos magnéticos externos afectarán la resistencia y el acimut del campo geomagnético, afectando así el acimut de la broca de control de control. La incertidumbre e inexactitud del acimut afectará directamente el acimut del orificio piloto que perfora en el suelo, haciendo que la dirección del agujero piloto fuera de control. Por lo tanto, en respuesta a este problema, se debe realizar una encuesta de campo al perforar para determinar el rango afectado por el campo magnético externo. De esta manera, se puede medir el desplazamiento y el desplazamiento se puede controlar durante la perforación del orificio piloto.

Al ingresar al campo magnético externo, el acimut ha cambiado y es diferente del acimut de dirección. En este momento, se ignora la interferencia y la perforación se lleva a cabo directamente. Sin embargo, al medir los datos, cuando la broca de perforación pasa a través del área de interferencia del campo magnético, los datos de dirección de la computadora pueden volver a la normalidad. El error en este momento debe estar dentro del rango permitido. Sin embargo, si la diferencia entre los dos es grande, la desviación se calcula primero, y luego la broca se extrae y se perfora nuevamente dentro del rango de desviación para combinar la curva de cruce con la curva de diseño.

3. La posición de la plataforma de perforación debe combinarse con la línea central del cruce.

Antes de que comience la perforación, el ancla de tierra debe instalarse primero, y la posición del ancla de tierra y la plataforma de perforación deben ser consistentes. Por lo tanto, al instalar el anclaje de tierra, el sistema de anclaje de tierra debe colocarse en el eje central del sistema de cruce. Esto garantiza el posicionamiento preciso de la plataforma de perforación. Antes de que la plataforma de perforación esté en su lugar, use un instrumento de medición para liberar la tubería para cruzar la línea central, calcule la posición exacta de la plataforma de perforación en función del ángulo de entrada de la plataforma de perforación, el tamaño de la plataforma de perforación en sí y una serie de datos de referencia, y marque con cal blanca. Después de marcar, no solo la marca de cal blanca debe usarse como base, sino que también la desviación de la plataforma de perforación debe calcularse utilizando un instrumento de medición. Se calcula que la desviación es cero cuando la plataforma de perforación ingresa al suelo, asegurando así la combinación de la trayectoria del orificio de guía con la curva de diseño.

4. Elimine el fenómeno que el orificio de guía se desvía de la curva de diseño original debido a factores humanos.

Antes de perforar, el personal relevante, como el personal de topografía y exponida, el personal de control de dirección y los perforadores, debe estar capacitado adecuadamente para mejorar la calidad de los empleados. Deje que los empleados cooperen entre sí para evitar la desviación de la curva de cruce de orificios de guía de la curva de diseño causada por factores humanos.

5. Se debe garantizar la medición precisa.

La medición precisa incluye tres aspectos principales: medición precisa del acimut magnético, la re-medición de la línea central de cruce y la medición precisa de la longitud de la varilla de perforación. El acimut magnético es los datos de ingeniería más importantes en la perforación direccional y es un factor importante para garantizar la curva suave del orificio de guía. Por lo tanto, el acimut inverso magnético debe medirse cuidadosamente antes de que el orificio de guía comience a funcionar. El valor de acimut original del control del orificio de guía es el acimut magnético de la línea central de cruce. Por lo tanto, el acimut magnético debe ser preciso.

Este es el paso más importante en la construcción de perforación direccional horizontal. La segunda medición precisa es revisar la línea central de cruce. Antes de perforar, las pilas de intersección deben estar diseñadas y los puntos de entrada y salida deben estar estacadas. La distancia entre la entrada y la salida y la elevación entre la entrada y la salida deben volver a medirse, y la pila central debe determinarse con precisión durante las mediciones de entrada y salida. La tercera medición precisa es medir cuidadosamente la longitud de la varilla de perforación. Antes de perforar el orificio de guía, mida con precisión la longitud de cada varilla de perforación en el orden de las conexiones de la varilla de perforación en mm y haga registros precisos.

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