论文部分内容阅读
摘要：利用导向仪控制轨迹的主要参数绘制Excel图表，形象反映钻头的走向及其相关参数，利用Excel图表对水平定向钻轨迹进行有效控制。
关键词：Excel图表应用、轨迹控制、施工技术
Abstract: using guide the main parameters of instrument control track draw Excel chart, the image of the drill to reflect and related parameters, the use of Excel chart for directional drilling trajectory effective control.
Keywords: Excel chart application, trajectory control, construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
一、前言
定向钻牵引施工技术近年得到广泛的应用和发展，在天然气、自来水、污水、电力和电信等部门定向钻牵引已是一种普遍的施工工艺。定向钻穿越工程有三个主要环节，即钻导向孔、回拉扩孔和回拖管道，其中，钻导向孔是整个工程的前提和中心，可以说导向孔成功整个工程就成功了一半。Excel 是Office 系列办公软件中的电子表格处理软件，可以将数据表格以各式各样的图表形式展示出来。我们利用Excel 的此项功能，输入数据建立表格，用折线图将施工过程中导向钻头的走向和导向钻头深度、倾角的变化形象地表现出来，对施工进行必要的纠正。现场采用Excel 图表进行导向控制，取得了很好的效果。
二、导向仪的测控参数及其精度控制
在水平定向钻在钻进过程中，导向钻头内发射器发射出来的信号被地表导向仪接收，可以监视方向、深度和其他参数。施工中，控制参数主要包括钻头倾角、工作面向角、钻头深度。
以相对水平线和钻杆交点为零點，A---单根钻杆长度，Ln---第n根杆距零点的水平距离，Hn----第n根杆距零点的垂直距离，为负值，进入地面第一根钻杆编为①号，则：
Ln=A[sin（α+β）+sin（α+2β）+ … + sin（α+nβ）]------------公式（1）
Hn=-A[cos（α+β）+cos（α+2β）+ … + cos（α+nβ）] ------------公式（2）
测量精度：角度测量：±1%顶角增量，距离测量：±5mm。
三、工程实例
3.1、天津港东疆港区一期污水处理工程管线工程位于天津港东疆港区，施工内容主要为美洲路、观澜路、山西道、北京道等13条道路的15段污水管线，总长17.91km。由于污水施工前现场道路已经施工完成，所以对各路口过路管采取水平定向钻成孔拉管施工（简称拉管施工），管道采用HDPE管。
3.2、数据汇总及图表编制
施工时，将测得的每一根钻杆的深度及变化的坡度输入电脑，建立Excel表格，计算出每一根钻杆的深度。实测深度是用导航仪测得的深度，计算深度是以入土点为0，按照公式（1）、（2）计算。
四、图表的分析使用
上表为观澜路（北京道口）过路段拉管导向施工记录，通过Excel所绘制折线图，我们可以验看钻具的轨迹是否平缓，是否需要修正。
折线图图1为观澜路（北京道口）过路段拉管导向计算深度曲线，我们可以发现钻具轨迹和计算深度变化十分平缓，每一根钻杆的变化都在曲率半径允许的范围之内，可以满足工程需要。图2为山西道拉管导向倾角曲线我们可以看到实测曲线变化平缓，没有大的波动，在接下来的扩孔和拉管过程中，钻具的扭距和回拉力都非常平稳，顺利地完成了本段拉管施工。
图3为美洲路过路段拉管倾角曲线，此段过路管下土质为淤泥质粘土，钻进到第22根钻杆时，第13根钻杆发生折断现象。可以看到从第10根到13根钻杆倾角曲线发生较大变化，这是造成钻杆折断的主要因素。图4为北京道拉管计算深度曲线，从第40根到42根钻杆是一个水平段，形成一个平台，在扩孔钻头回拉通过这个地方时，扭距和回拉力都比较大，后发现管道再此发生严重变形。这个平台是造成管道变形的主要原因。
四、结论与建议
利用Excel图表，可以对拉管导向进行事中控制，事后分析，提高了导向效率，保证施工质量和安全。
（1）用Excel图表进行导向控制，可以同时追踪导向钻头的深度和轨迹，可以及时的发现导向钻头深度和倾角的变化幅度；
（2）倾角折线图上反映出施工时倾角不能有大的波折，否则在前方有相对较硬的地层时，可能会发生钻杆折断和拉管受阻等现象；计算深度曲线图上，曲线不宜有平台，否则会造成回拖管施工时管道变形；
（3）分析时应将整个导向过程中的倾角折线图、计算深度折线图进行综合分析，这样才能更加有效的把握导向这个重要环节。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：Excel图表应用、轨迹控制、施工技术
Abstract: using guide the main parameters of instrument control track draw Excel chart, the image of the drill to reflect and related parameters, the use of Excel chart for directional drilling trajectory effective control.
Keywords: Excel chart application, trajectory control, construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
一、前言
定向钻牵引施工技术近年得到广泛的应用和发展，在天然气、自来水、污水、电力和电信等部门定向钻牵引已是一种普遍的施工工艺。定向钻穿越工程有三个主要环节，即钻导向孔、回拉扩孔和回拖管道，其中，钻导向孔是整个工程的前提和中心，可以说导向孔成功整个工程就成功了一半。Excel 是Office 系列办公软件中的电子表格处理软件，可以将数据表格以各式各样的图表形式展示出来。我们利用Excel 的此项功能，输入数据建立表格，用折线图将施工过程中导向钻头的走向和导向钻头深度、倾角的变化形象地表现出来，对施工进行必要的纠正。现场采用Excel 图表进行导向控制，取得了很好的效果。
二、导向仪的测控参数及其精度控制
在水平定向钻在钻进过程中，导向钻头内发射器发射出来的信号被地表导向仪接收，可以监视方向、深度和其他参数。施工中，控制参数主要包括钻头倾角、工作面向角、钻头深度。
以相对水平线和钻杆交点为零點，A---单根钻杆长度，Ln---第n根杆距零点的水平距离，Hn----第n根杆距零点的垂直距离，为负值，进入地面第一根钻杆编为①号，则：
Ln=A[sin（α+β）+sin（α+2β）+ … + sin（α+nβ）]------------公式（1）
Hn=-A[cos（α+β）+cos（α+2β）+ … + cos（α+nβ）] ------------公式（2）
测量精度：角度测量：±1%顶角增量，距离测量：±5mm。
三、工程实例
3.1、天津港东疆港区一期污水处理工程管线工程位于天津港东疆港区，施工内容主要为美洲路、观澜路、山西道、北京道等13条道路的15段污水管线，总长17.91km。由于污水施工前现场道路已经施工完成，所以对各路口过路管采取水平定向钻成孔拉管施工（简称拉管施工），管道采用HDPE管。
3.2、数据汇总及图表编制
施工时，将测得的每一根钻杆的深度及变化的坡度输入电脑，建立Excel表格，计算出每一根钻杆的深度。实测深度是用导航仪测得的深度，计算深度是以入土点为0，按照公式（1）、（2）计算。
四、图表的分析使用
上表为观澜路（北京道口）过路段拉管导向施工记录，通过Excel所绘制折线图，我们可以验看钻具的轨迹是否平缓，是否需要修正。
折线图图1为观澜路（北京道口）过路段拉管导向计算深度曲线，我们可以发现钻具轨迹和计算深度变化十分平缓，每一根钻杆的变化都在曲率半径允许的范围之内，可以满足工程需要。图2为山西道拉管导向倾角曲线我们可以看到实测曲线变化平缓，没有大的波动，在接下来的扩孔和拉管过程中，钻具的扭距和回拉力都非常平稳，顺利地完成了本段拉管施工。
图3为美洲路过路段拉管倾角曲线，此段过路管下土质为淤泥质粘土，钻进到第22根钻杆时，第13根钻杆发生折断现象。可以看到从第10根到13根钻杆倾角曲线发生较大变化，这是造成钻杆折断的主要因素。图4为北京道拉管计算深度曲线，从第40根到42根钻杆是一个水平段，形成一个平台，在扩孔钻头回拉通过这个地方时，扭距和回拉力都比较大，后发现管道再此发生严重变形。这个平台是造成管道变形的主要原因。
四、结论与建议
利用Excel图表，可以对拉管导向进行事中控制，事后分析，提高了导向效率，保证施工质量和安全。
（1）用Excel图表进行导向控制，可以同时追踪导向钻头的深度和轨迹，可以及时的发现导向钻头深度和倾角的变化幅度；
（2）倾角折线图上反映出施工时倾角不能有大的波折，否则在前方有相对较硬的地层时，可能会发生钻杆折断和拉管受阻等现象；计算深度曲线图上，曲线不宜有平台，否则会造成回拖管施工时管道变形；
（3）分析时应将整个导向过程中的倾角折线图、计算深度折线图进行综合分析，这样才能更加有效的把握导向这个重要环节。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。