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的见解

水平井定向钻井防水力裂缝设计与安装

布劳恩品牌图形
By manbet体育滚球Braun Intertec | July 27, 2021

什么是水平定向钻井?

水平定向钻井(HDD)是一种管道安装方法,可以追溯到20世纪初,在过去的30至40年里,随着钻井技术的进步,它变得越来越受欢迎。HDD管道安装方法对管道的建设者、管道附近的居民和产品消费者有很多好处。HDD的主要好处是,它是一种非开挖的管道安装方法,最大限度地减少了对管道入口和出口位置之间的现有地表的干扰。这有利于管道的建设者,因为在安装过程中节省了施工成本,同时还可以恢复可能受到其他安装方法(如明沟开挖)干扰的场地特征。当传统的明沟挖掘不可行时,也可以使用HDD方法,包括穿越主要水体、环境敏感地区、铁路和公路、居民区、堤坝和其他需要最小地面扰动的环境。

硬盘是如何运行的?

硬盘安装一般分为三个步骤,安装难度根据具体的项目现场而有所不同。首先,钻一个先导孔,其中包括使用特别设计的钻头沿拟议的钻道钻一个小直径孔。钻井液用于排出从钻井中产生的土壤岩屑,稳定井眼,并开始为将要安装的产品管准备路径。接下来,在HDD出口处,将扩孔工具附加到钻杆上,以增加井眼的尺寸,使其大于将要安装的管道的直径。然后将抽汲过井眼扩眼器拉出井眼,以确认井眼已适当清除,使成品管能够畅通无阻地通过。最后,由钻机将成品管从扩孔处拉出,从出口位置开始,拉出至入口位置,完成安装。

水力压裂的担忧

尽管HDD安装技术可能有很多好处,特别是对于某些应用程序,但在使用HDD方法安装管道时,也可能会出现一些相关的问题或问题。一个主要的担忧是水力压裂的可能性,也被称为“压裂出”。水力压裂是指钻井液沿HDD路径无意中返回地面。这是一个令人担忧的问题,因为尽管这些钻井液无毒,但由于其化学成分,它们可能对某些植物和动物有害。在环境敏感地区,水力裂缝是一个特别的问题,当它们出现在住宅或城市地区时,并不美观。此外,监管机构通常参与HDD安装活动,一个适当的风险管理计划,以避免潜在的水力压裂往往是至关重要的,以确保我们的人员和资源得到保护。

虽然一些钻井液无意中回流是由于地层中的裂缝或裂缝造成的,但流动路径也会沿着现有的基础/墩,或钻井液从井眼的其他逃逸路径发展。当施加在新开挖井环空上的钻井液压力(也称为环空压力)大于土壤所能承受的剪切压力时,就会发生水力裂缝。

在硬盘设计中使用Geotech辅助

manbet体育滚球Braun Intertec提供设备和专业知识,帮助管理与HDD安装相关的风险,最大限度地减少沿钻道发生水力裂缝。在初步的硬盘图纸绘制完成后,我们可以进行初步的岩土工程研究。manbet万博app我们的岩manbet万博app土工程研究将包括以下内容:

  • 一项地下勘探计划,包括完成垂直钻孔,以准确地描述拟议管道沿线遇到的土壤特性和地下水水平;
  • 一个实验室测试计划,以确定在我们的地下勘探计划中探索的土壤的分类、强度和单位重量特征;和
  • 工程分析与确定水力压裂潜力,基于预期的对齐。

根据钻孔过程中遇到的地下条件,绘制出与预期管道走向相关的地下土壤和地下水水平剖面,以提供可视化图形,帮助管道设计人员通知在HDD作业期间沿着钻道可能遇到的土壤。此外,还进行了极限压力计算,以表示在HDD剖面上不同位置的拟导孔环空周围的土壤。这些极限压力的计算是基于代尔夫特方程(代尔夫特岩土工程,1997),该方程是由空洞膨胀理论推导出来的,该理论被包括美国陆军工程兵团在内的许多机构广泛接受。该方程是对土壤施加的有效应力、土壤的有效黏聚力和摩擦角、土壤剪切模量和钻孔几何形状等参数的函数。作为大多数HDD初步研究的一部分,管道工程师还会在HDD剖面的不同位置进行环空压力计算。这些环空压力计算是井眼几何形状、与钻井液泵的距离和泵特性等参数的函数。

通过计算这些数值,我们可以预测整个HDD剖面的水力压裂安全系数。预期的管道对齐、土壤和地下水图形,以及图形表示的极限和环形压力图在单一剖面中提供,以帮助管道设计师确定最终的HDD对齐。我们的岩土工程报告中也包含了提高抗水力压裂安全系数的一般施工考虑因素,这些考虑因素是基于所遇到的土壤以及我们以前遇到类似土壤的项目的经验。manbet万博app有关我们的钻井服务或为您的项目提供帮助的更多信息,请填写本页右侧的表格。manbetx手机网


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