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摘 要：本文根据目前定向钻管道穿越工程的理论与力学分析的现有经验,通过水平定向钻穿越工程中的泥浆压力、土压力理论等相关系数,划出穿越受力的三种垂直土应力,概括出最大允许泥浆压力和最小需要泥浆压力两个概念,并且分别计算出其定量因式.最后根据其因式解析其定向钻管道穿越工程中受力参数,总结出重要力学准则的相关数,为工程中水平定向钻管道穿越中力学参数提供借鉴.
关 键 词 ：水平定向钻 穿越 压力 参数
中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1672-3731（2014）07（c）-0038-01
最近几年,水平定向钻穿越技术普遍运用于本国各种管道工程.即使定向钻穿越相关技术在我国进展的非常快,然而对于管道穿越工程理论和受力解析,像对穿越工程中的垂直土压力的推算与开工历程中泥浆压力参数的估定,现如今,国中钻研相对贫乏,仍无相关理论能借鉴.
1.水平定向钻管道穿越中压力参数
关于填埋式管道穿越中土压力的推算,现如今,我国留外学士已经进行了大批的钻研.然而对管道穿越工程中,关于土压力相关系数的推算,我国任然没有相关理论借鉴.对于实践历程中经常运用阅历来定量,乃至无视理论.因而,解析水平定向钻管道穿越工程附近的压力学相关系数,总结出其参数值,对与水平定向钻管道穿越工程设计与开工作用非凡.水平定向钻管道穿越工程中首要受力载体是垂直土压力.推算管道土压力的基础推论是美国学者马斯顿（Marston）推出的马氏土压力理论.依据马氏土压力理论,管径相对尺寸、土层的物理力学性质（容重、内摩擦角、粘聚力等）以及覆土深度和管道垂直土压力相关.探讨到水平定向钻管道穿越工程中的特别开工方式和涉及到土压力的相关要素,水平定向钻管道穿越工程中的垂直土压力能划分为三种：中性垂直土压力、被动垂直土压力和折算垂直土压力.
1.1 中性垂直土压力
对于遮盖在水平定向钻管道上面土柱的自重引起的压力为中性垂直土压力.
1.2 被动垂直压力
对于水平定向钻管道穿越工程,因管道顶部中性土压力的效果,管道壁部会弹压管道底部的体部,在引导方向的基孔内部形成了特定的积淀,并且最后抵达终极均衡状况,最终,引导方向的基孔底部泥土将对水平定向钻管道形成被动垂直压力.依据垂直土压力概论,水平定向钻管道积淀扩大,被动垂直土压力亦会扩大.
1.3 折算垂直土压力
在水平定向钻管道穿越施工中,水平定向钻管道两边边缘泥土抑制对垂直土压力的摩擦力产生的效果称为折算垂直土压力,折算垂直土压力的大小与导向基孔的尺寸相关.
2.水平定向钻穿越过程泥浆压力
泥浆对于水平定向钻穿越管道非常重要,水平定向钻穿越工序能否顺利竣工基本上取决于泥浆.对于实践过程中,引导方向的基孔倒掉或者泥浆溢出等事件偶尔出现,追究原因,是因为泥浆的供给压力选取不够恰当.因此,如何在水平定向钻穿越工程中挑选最好的泥浆受力情况,担保项目能够成功进行是现如今需要考虑的问题.目前,在水平定向钻穿越过程中泥浆受力的标定仍然无具体定量能做标准,当场开工很多都是依据阅历定量,精确度比较差.从水平定向钻穿越管道工程中泥浆的最低用处考虑,泥浆特点与地面作用,总结水平定向钻管道穿越工程中最大允许泥浆压力和最小需要泥浆压力的概论,并且提出新的理论.
2.1 最小需要泥浆压力
最小需要泥浆压力是水平定向钻管道穿越工程的开工,须要定量的泥浆垂直压力装载基孔内部泥浆和施工残留物,让泥水在引导向基孔环空荡范围内来回活动的门限压力值.在铁钻施工过程中,泥浆流出的地方经常低于钻头所施工处.因而最须要防止高度差所引起的静压力.对不相同的开工处（回拖、扩孔、钻孔）,泥浆垂直受力突变的特别的特点是泥浆流动突变.泥浆是液态水体和膨胀泥土的所混合状态,归属非牛顿流体,此流动突变状态属于宾汉姆模型,就是泥浆体产生来回变动所要防止始状态剪切摩擦力.泥浆在基孔内部流动经过循环空荡范围（管道线或钻杆和基孔壁之间的区域）时,需求的流动垂直压力也和泥浆流动特点、环空区大小与流动速度相关.
2.2 最大允许泥浆压力
对于实践过程中,因运用泥浆高度差所形成的泥浆流漏与基孔壁泄露坍塌事故经常出现.依据空腔膨胀概论,导向基孔内部泥浆垂直压力处于边界值,大于此边界值基孔壁部将处于动荡状态,因此维持土地内部空腔保持不动的最大泥浆混合体受压值.所以,在概论上,导向基孔内部的泥浆混合体受压必将会有最大边界值,称为最大允许泥浆压力.在钻孔竣工后,泥浆垂直压力会叠加到基孔壁处,当泥浆混合体垂直压力值趋于标定值时,土地将产生塑性变形,在塑性形态的土壤在基孔壁部附近产生塑性区域,塑性区域的土壤将处在弹性状态.当垂直压力持续扩大直到大于此值时,产生塑性变形的土地周围将会继续增大,当塑性变形周围边限扩大到一定区域时,将产生导向基孔泄露坍塌事故.由于防止贴近基孔的周围土地泄露坍塌或者破坏,防止为了运用泥浆高度差形成的泥浆流漏所造成的环境污染事态,就得把基孔周围的塑性土地地域固定在安全区域内.因而,最大允许泥浆压力在依据不相同的土壤状况开工过程中尤为关键.最大允许泥浆压力与土质特点相关.
总而言之,伴随经济实力的加强和高科技术的进步,水平定向钻技术也逐渐趋于完善,并且会更加普遍的应用到油气田和管道工程及城市建设,概括已经完成的定向钻穿越工程的设计经验,汲取经验改正不足,持续总结和进步,进一步广泛推广这项技术,使其优越性得到突显. 定向钻管道穿越技术的理论化在今后的管道定向钻穿越工程发挥重要指导作用,使国内管道定向钻穿越得到综合发展.