Aplicación del sistema de dirección geomagnética en la construcción de perforación direccional horizontal

El proceso de construcción de la perforación direccional horizontal generalmente se puede dividir en tres pasos.: Perforación de barrenos piloto, Pre-expansión, y retroceso de tuberías. La calidad de la trayectoria del orificio piloto afecta directamente al tamaño de la fuerza de retroceso, y la evitación del riesgo del cruce direccional se refleja en gran medida en el proceso de construcción de la perforación direccional.. por lo tanto, Solo dominando la tecnología de dirección avanzada podemos reducir los riesgos y garantizar la finalización segura del proyecto de cruce con calidad y cantidad..
Tipos de tecnología de dirección
La tecnología de control de perforación direccional horizontal se puede dividir en dos categorías: Una es la tecnología de control de dirección inalámbrica, que se usa comúnmente en proyectos de cruce direccional mediano y pequeño, y se caracteriza por una operación simple, Corto tiempo de operación y bajo costo, pero su profundidad de detección es generalmente sólo si la profundidad máxima del proyecto de cruce excede 15 m, Es necesario adoptar el segundo tipo de tecnología de dirección., Es decir, Tecnología de dirección de alambre geomagnético. Como una especie de fuerte capacidad anti-interferencia y profundidad de detección profunda, La tecnología de control de dirección por cable geomagnético es adecuada para largas distancias y profundidades profundas. A menudo se utiliza en una serie de grandes proyectos sin zanjas, como la red de tuberías de anillo exterior de gas urbano y la tubería de larga distancia.. .
Introducción al Sistema de Control Geomagnético
Tomando como ejemplo el sistema direccional MGS de Sharewell Company de Estados Unidos, El sistema tiene cinco componentes principales, a saber: sonda, Pantalla del perforador, Instrumento de interfaz, Ordenador e impresora. Entre ellos, La sonda se instala en un conjunto Los componentes no magnéticos incluyen 1 Collar de taladro no magnético, 1 submarino de dirección no magnético y 1 Submarino de desviación no magnético con herramienta de perforación a chorro o broca de motor de lodo.
Componentes del sistema Sharewell Steering by Wire
Su principio de funcionamiento es que la señal de la sonda se transmite a tierra a través del cable de dirección., y después de ser procesado por el instrumento de interfaz, Se transmite a la pantalla y computadora del perforador para proporcionar información en tiempo real sobre la dirección de perforación. El piloto puede leer directamente varios parámetros de la computadora, sin tener que seguir la broca a lo largo de la trayectoria de perforación. El sistema puede imprimir registros de guía, que es más conveniente para juzgar si hay barrenos guía disponibles y recopilar datos de finalización.
Diferente del método de transmisión de ondas electromagnéticas de la señal de control de dirección inalámbrica, El control de dirección geomagnético por cable transmite la señal a través del cable, Por lo tanto, la señal es más estable y confiable. Cuando se utiliza a profundidades de perforación profundas, Su precisión alcanza el ±2% de la profundidad vertical de la sonda..
Aplicación práctica del sistema de dirección de geomagnetismo

01 Visión general del proyecto

La carretera de Jiyang (Qiantan) El proyecto de gasoducto de gas natural en Shanghai es un gasoducto especial para estaciones reguladoras de alta y media presión en Qiantan. El material de la tubería es D325mm ×8mm tubería de acero sin costura de alta presión (20# acero). Río Yang. Hay dos dificultades principales en este proyecto. Primero, La profundidad del control de dirección es de aproximadamente 27,0 m, Por lo tanto, la precisión requerida para el control de dirección es alta; segundo, el ancho del canal del río Chuanyang es de unos 70 m, Es decir, hay una distancia horizontal de casi 70m Está perforando bajo el agua, y es imposible rastrear y medir con un sistema de dirección inalámbrico convencional. El único método de dirección que puede cumplir con los requisitos de construcción es el uso de tecnología de dirección por cable geomagnético..

02 Sistema de dirección de geomagnetismo y conexión de plataforma de perforación

En la construcción de ingeniería real, la plataforma de perforación utilizada es la pequeña plataforma de perforación American Wittmann D80mm ×120mm. El equipo de perforación tiene un alto grado de automatización, el par rotatorio del equipo de perforación es 16270N·m, y la fuerza de empuje máxima es de 36287kg (alrededor de 36t). La longitud del equipo de perforación no supera los 10 m, que es muy adecuado para la construcción sin zanjas de gas de la ciudad.
Al conectar el sistema de dirección por cable Xuewei con la plataforma de perforación, Es necesario considerar que la longitud de los cables de conexión debe minimizarse y los procedimientos de operación deben simplificarse bajo la premisa de garantizar la estabilidad de la señal de conexión.. Después de comprender completamente el principio de funcionamiento del sistema, Primero instale la varilla de la sonda en un conjunto de componentes no magnéticos, y el cable en el extremo de la varilla de la sonda pasa a través del espacio central del tubo de perforación hasta el cabezal de potencia trasero del equipo de perforación; El anillo colector en la parte posterior de la cabeza transmite la señal al instrumento de interfaz de procesamiento de información en la sala de control.. Los datos obtenidos después del procesamiento se transmiten a dos canales, Uno se transmite al software de control de la computadora en la sala de control, Proporcionar datos para que el personal de control registre y emita instrucciones de control; El otro canal se muestra al perforador para guiar el trabajo del perforador .

03 Proceso y puntos clave

Según la situación real del lugar de cruce, el sitio de entrada para el cruce está dentro de las paredes a ambos lados del río Shenjiang., y todo el sitio de perforación cubre un área de 20m×30m. Las herramientas de perforación utilizadas en este cruce incluyen principalmente: 127mm S135 tubo de perforación engrosado internamente, 241mm con incrustaciones de tricone bit, y collar de taladro no magnético de 168 mm.
Proceso de construcción mediante sistema de dirección geomagnética
Diferente de la dirección inalámbrica, La dirección geomagnética no requiere que el operador de dirección haga un seguimiento y mida directamente por encima de la broca en tiempo real. Su principio de funcionamiento es determinar su propio acimut calculando el ángulo entre la sonda y el campo magnético de la tierra.. por lo tanto, para la tecnología de dirección geomagnética, La precisión del parámetro de dirección (acimut) La medición determina en gran medida la precisión de la trayectoria final de la dirección. En esta etapa de medición de construcción, Adoptamos el método de tomar el valor promedio de múltiples puntos de medición a lo largo de la línea central en el punto de entrada. Medición.
Medición de acimut
El ángulo acimutal medido del proyecto es de 176,7° en el punto A, 176.4° en el punto B, 176.5° en el punto C y 176,4° en el punto D, con un promedio de 176.5°. Después de la medición real obtiene los mejores parámetros de dirección, Hacer registros originales e introducirlos en el software de dirección de la computadora.
En todo el proceso tecnológico, La perforación orientable también es un proceso muy crítico. En la etapa de dirección, El director y el perforador cooperan estrechamente, y el oficial de dirección envía instrucciones al perforador para perforar el orificio piloto de acuerdo con la curva de diseño. Cada vez que se perfora una tubería de perforación, El director debe controlar el ángulo de inclinación de cada tubería de perforación en tiempo real. El ángulo de inclinación se puede calcular en la computadora para obtener la profundidad en tiempo real de la broca, y la siguiente tubería de perforación se puede ajustar en cualquier momento de acuerdo con la profundidad requerida por el proyecto. Al mismo tiempo, Cada vez que se perfora una tubería de perforación, El operador de dirección debe controlar la desviación horizontal de la perforación de acuerdo con el ángulo acimutal medido previamente. Si cambia el ángulo del acimut de retorno, debe corregirse a tiempo. Después de una consideración exhaustiva, 1-311*910=2-9+7*3 informar al perforador cómo llevar a cabo la operación de dirección de la siguiente tubería de perforación, y hacer un registro de la construcción de la dirección de manera veraz y concienzuda.
El perforador necesita operar la ruta de perforación de la tubería de perforación de acuerdo con las instrucciones del oficial de dirección, y juzgar el cambio de formación y la resistencia de perforación de acuerdo con el cambio de los parámetros de perforación, y comunicarse con el oficial de dirección a tiempo, para que el director pueda analizar y juzgar. Ajustar la trayectoria de perforación.