近水平定向钻孔设计与计算

水平定向钻施工作业中的有关计算-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII水平定向钻施工作业中的有关计算2007年02月12日来源：中国水协设备网[摘要]：本文结合实际施工实例，详细，全面，列举了水平定向钻施工作业中的有关计算，为施工的顺利完成提供了数据保障。

对于工程施工有重要的指导意义。

[关键词]：水平定向钻钻径轨迹计算随着全国市政建设的高速发展，市政公用设施——城市地下管线的修复更换，安装完善工作也得以高速发展。

随着人们环境意识的增强，无开挖，无污染，高速高效施工方法——水平定向钻顶管敷管法已在全国范围高速发展，水平定向钻施工企业也在全国迅速膨胀，水平定向钻施工技术，实际操作经验也逐渐提高。

为适应这样趋势，本文汇总了水平定向钻施工作业中的相关计算，与施工作业者讨论。

1 管重及回拖力计算（1）．管子重量计算：计算管子重量时，查找各种材料手册比较方便。

也可用以下公式进行计算；Q= π ( DW- S ) S γ / 1000对于钢管则用下式计算重量：Q= 0.02466 S ( DW - S )式中 Q——管子重量, ㎏/mDW——管子外径， mmS ­——管子壁厚，mmγ­——管子材质密度，t/m3 ，如钢取7.85，铸铁取7.2（2）．所需回拖力计算：回拖产品管线所需回拖力也就是管壁和孔壁之间摩擦力w，其由下式计算；w = [ 2 p (1 + ka) + p0 ] f L式中：w——管壁和孔壁之间摩擦力，KNp——土对每米管道压力, KN/mka——主动土压力系数，一般取0.3p0——每米管道重量 , KN/mf——管壁和孔壁之间摩擦系数 , 02~0.6L——管道长度，m由上式可知，摩擦力主要取决于土对管道压力p和摩擦系数f的大小。

土对管道压力主要与土层的性质和导向孔的曲率有关。

沙土的粘聚力小，对管道的压力大，p一般按所敷管线直径1~2倍高度土质量计算；粘性土的粘聚力大，对管道压力小，p一般按所敷管线直径0.5~1倍高度土质量计算。

定向钻穿越的计算方法咱先说说定向钻穿越长度的计算。

这个长度可不是随随便便估摸的哦。

通常呢，要根据穿越的起点和终点在地面上的位置，然后考虑地下的地质情况等因素。

要是地质比较复杂，可能就不能简单地两点一线来算长度啦。

比如说遇到岩石层或者软土层交替的情况，钻杆可能得弯弯绕绕的，这个时候就要把这些弯曲的部分也考虑进去。

就像你在迷宫里走，不能只看入口和出口的直线距离，得把那些弯弯的路都算上才行呢。

再来说说钻孔直径的计算。

这得看你要穿过去的管道直径大小。

一般来说，钻孔直径要比管道直径大一些，就像给管道穿衣服得留点儿余量一样。

如果管道直径是50厘米，那钻孔直径可能就得60厘米或者更大点儿。

为啥呢？因为要给管道周围留出空间来填充一些保护材料呀，像膨润土之类的，这样可以保护管道，防止它被周围的土壤挤压变形。

还有就是拉力的计算。

这个拉力计算可重要啦。

它跟很多因素有关呢。

比如说管道的重量、钻孔的长度、还有地下的摩擦力。

如果管道很重，钻孔又长，那需要的拉力肯定就大。

这就好比你拉一个小推车，车上东西多，路又远，你就得使更大的劲儿。

在计算拉力的时候，要考虑到管道和土壤之间的摩擦系数。

不同的土壤类型，摩擦系数不一样哦。

像沙子的摩擦系数就和黏土的不一样。

要是算错了拉力，可能就会出现拉不动管道，或者在拉的过程中把管道拉坏了的情况，那就糟糕啦。

另外，关于穿越的入土角和出土角的计算也不能马虎。

这两个角度要根据具体的工程要求和地质条件来确定。

如果入土角太大或者太小，可能会影响钻孔的轨迹。

就像你扔一个球，扔的角度不对，球就飞不到你想要的地方去。

一般来说，入土角和出土角在一定的范围内比较合适，这个范围可能是8度到20度左右，不过具体还得看实际情况。

煤矿井下近水平定向钻孔轨迹描述与计算方法孙荣军【摘要】摘要:本文在分析地面与井下钻孔轨迹描述习惯不同的基础上,结合煤矿井下定向钻孔施工的特点建立了钻孔轨迹描述体系,提出了描述钻孔轨迹空间位置的主要几何参数的定义和表示方法。

通过分析常用钻孔轨迹坐标计算方法的适用性,提出适合煤矿井下施工特点的最佳计算方法模型,为井下定向钻孔轨迹设计和控制提供了理论依据。

【期刊名称】中国煤层气【年(卷),期】2010(007)004【总页数】5【关键词】关键词:煤矿井下定向钻孔轨迹描述坐标计算1 前言随着煤矿综合机械化采煤技术的发展,煤矿安全生产对井下勘探孔、放水孔、瓦斯抽采孔等施工装备和技术的要求也不断提高,不但要求钻孔施工装备具有较高的钻进效率,同时要能够实现对钻孔轨迹的精确控制[1]。

定向钻进技术以其钻进速度快、定向精度高、“一孔多分支”等优点,已成为高产高效煤矿井下钻孔施工急需的技术手段。

要进行定向钻孔轨迹设计,除根据实际情况建立相应的空间坐标系外,还要搞清楚表征钻孔轨迹空间位置的点、线、面和角之间的关系以及钻孔轨迹的描述方法和计算方法,这些都是进行钻孔轨迹设计和计算的理论基础。

2 钻孔轨迹描述坐标系的建立2.1 地面与井下钻孔轨迹描述体系的不同煤矿井下水平定向钻孔轨迹和地面近水平定向钻孔轨迹一样都是由若干空间直线或曲线组成的,所不同的是地面近水平定向钻孔轨迹都是以地面为参照物建立相应的空间坐标系,而煤矿井下水平定向钻孔则必须以井下钻场为参照物建立空间坐标系。

要进行钻孔轨迹设计,除根据实际情况建立相应的空间坐标系外,还要搞清楚表征钻孔轨迹空间位置的点、线、面和角之间的关系以及钻孔轨迹的描述方法和计算方法,这些都是进行钻孔轨迹设计和计算的理论基础。

地面石油钻井和非开挖导向钻进都有相应的轨迹描述方法体系,而井下随钻测量技术由于尚处于起步阶段,钻孔轨迹描述体系尚不系统。

根据地面与井下钻孔形式和表述习惯不同,其坐标系的建立应有以下不同: (1)参照系不同,地面钻孔一般都以地表平面为参照,而井下习惯以开孔端面为参照;(2)垂直轴(Z)正方向不同,地面一般以垂直向下为正方向,而井下习惯以垂直向上为正方向;(3)井斜描述主参数不同,地面一般以钻孔当前轴线与垂直轴的夹角(即顶角)作为主参数,而井下习惯以钻孔当前轴线与水平轴的夹角 (即倾角)作为主参数; (4)所遵循的坐标系螺旋法则不同,地面一般符合右手螺旋,而井下一般符合左手螺旋,其主要原因是Z轴方向发生了变化。

水平定向钻机的方案设计水平定向钻机是一种用于夯实地面和固定地基的钻掘设备。

其特点是能够在垂直和水平方向上创造相对稳定的支撑壳。

本文旨在探讨水平定向钻机的方案设计。

1. 设备选型水平定向钻机的选型关键在于其钻杆的长度和直径，以及钻头的型号和切削方式。

长度和直径的选择应根据需求进行调整，以提高钻杆的强度和稳定性。

钻头的型号和切削方式也应与地质条件相匹配。

2. 确定钻孔位置和方向水平定向钻机的钻孔位置和方向应根据建筑物设计图纸和地形图来确定。

在钻孔之前，需要进行地下管线和障碍物的探测和标记工作。

钻孔方向的设计应考虑地面的稳定性、建筑物的承重能力和水流方向等因素。

3. 确定操作流程水平定向钻机的操作流程包括钻孔、充填灌浆、取出钻杆等步骤。

此外，还需要钻杆的旋转和推进技术，以及合适的注浆和灌浆技术来确保孔道的稳定和密封。

4. 确定施工周期和预算水平定向钻机的施工周期和预算应基于以上因素进行计算和收集。

施工周期包括设备组装、地面准备、钻孔、注浆和灌浆等步骤。

预算应考虑到设备使用和维护、人工和材料成本等因素。

5. 实施关键在实施过程中，需要确保钻孔位置和方向的准确性。

在钻孔过程中，需要定期检查钻杆的强度和稳定性，并注意地层变化和水流流向。

在注浆和灌浆过程中，需要确保密封性和稳定性。

结论水平定向钻机可以用于建筑物地基的夯实和支撑，但需进行合理的方案设计和操作流程的制定。

除了以上提到的因素，还需要注意安全措施和环境保护等因素。

煤矿井下近水平随钻测量定向钻孔轨迹设计与计算方法石智军;许超;李泉新【摘要】On the basis of basic theory of directional drilling and MWD technical characteristic in underground coal mine, design content, computational method and design process of directional borehole trajectory in underground coal mine were studied. By defining the basic parameters of borehole trajectory, building the coordinate system of borehole trajectory design, stipulating representing method of borehole trajectory graph, a method of directional borehole trajec-tory design and calculation, including plane design, section design and check was provided. Practical application proved that the method met the accuracy demands of the directional borehole design and guided drilling.%以定向钻进基础理论为依据，结合煤矿井下近水平随钻测量定向钻进技术特点，研究煤矿井下定向钻孔轨迹设计内容、计算方法及设计流程。

通过定义钻孔轨迹基本参数，建立钻孔设计坐标系以及规定钻孔轨迹图形表示方法，形成一套包括钻孔轨迹平面设计、剖面设计及轨迹参数校核等关键环节的钻孔轨迹设计和计算方法。

水平定向钻孔6米计算水平定向钻孔（Horizontal Directional Drilling，简称HDD）是一种在水平方向进行钻孔的技术，常用于越过障碍物、河流、道路等地方进行地下管道敷设。

水平定向钻孔的原理是利用钻杆传递扭矩和推力，将钻头沿着预定的轴线进行水平钻探。

首先，需要进行穿越的地点附近进行现场勘测，包括勘测障碍物位置、地下管道情况、地质构造等。

根据勘测结果，设计师制定出适合穿越的水平线路，并确定钻孔点和出口点位置。

进行水平定向钻孔时，首先需要进行钻孔试验，确定地层情况和障碍物的存在。

钻孔试验是通过钻探取样，检测地层岩土，确定钻孔穿越难度，以及需要采取的钻头类型和钻杆材料。

在开始正式钻孔前，需要进行孔前准备工作，包括钻孔点的标定、钻机的安装和定位，以及管道连接和布置等工作。

钻孔点的标定需要根据设计要求和勘测结果进行准确定位，保证钻孔的准确性和安全性。

钻机的安装和定位是保证钻探操作顺利进行的前提，需要参考钻机的使用说明书和施工方案进行操作。

管道连接和布置是为了将钻井液输送到钻孔点，以冷却钻头、润滑钻杆，并将钻屑带离孔口，确保钻孔的连续进行。

正式开始钻孔时，需要根据设计要求和钻机的性能参数进行操作。

一般来说，钻孔包括进出口两个阶段：进口阶段主要是进行钻孔，钻头由孔口进入地下，直到到达预定的目标位置；出口阶段则是将钻头从目标位置推出地下，直到达到出口点。

在整个钻孔过程中，需要不断监测和调整钻探参数，保证钻孔的准确性和安全性。

监测包括孔内孔外的地质情况、钻孔机械性能和钻孔液性能等。

通过监测结果，及时调整和修正钻探参数，保证钻孔的连续和稳定进行。

完成钻孔后，需要进行孔后工作，主要包括清洗钻孔和焊接管道两个阶段。

清洗钻孔是为了清除孔内的泥浆、碎屑等杂质，以便后续的管道敷设工作。

焊接管道是将预先准备好的钢管焊接成一体，然后将其推入地下至敷设位置，完成地下管道的布置。

水平定向钻孔技术的应用广泛，不仅可以用于水电、煤矿等行业的地下管道敷设，也可以用于城市建设、环境工程等领域的隧道、地下综合管廊等工程。

煤矿井下水平定向钻孔轨迹设计
煤矿井下水平定向钻孔轨迹设计是指将水平定向钻机在煤矿井下的工作过程中，根据实际工作需要，从而确定其运动轨迹。

它由多条定向钻孔轨迹组成，可以满足煤矿井下的不同工作需求。

一般来说，煤矿井下水平定向钻孔轨迹设计包括三个基本步骤：选择合适的钻孔轨迹、计算每一条轨迹的长度和方向、确定钻孔机的运行位置。

1、选择合适的钻孔轨迹：在煤矿井下，由于断层的存在，因此需要选择合理的钻孔轨迹，使得钻孔机能够在安全的情况下，顺利地走出轨迹。

2、计算轨迹的长度和方向：在设计轨迹时，必须根据实际情况，确定钻孔机运行的距离和方向，以保证钻孔机能够顺利完成任务，避免发生意外情况。

3、确定钻孔机的运行位置：钻孔机的运行位置也是非常重要的。

钻孔机在煤矿井下的安全性是关键，因此，必须确定好钻孔机的运行位置，以保证钻孔机的运行安全。

此外，煤矿井下水平定向钻孔轨迹的设计还需要考虑一些特殊的问题，比如：煤矿井下的无人钻孔机在运行时会受到一定的噪声影响，因此还需要对钻孔机的噪声控制进行相应的设计；另外，在煤矿井下的定向钻孔轨迹设计
过程中，也需要考虑井壁支护的问题，以保证定向钻孔机能够安全地顺利完成任务。

综上所述，煤矿井下水平定向钻孔轨迹设计是一项十分复杂的工作，需要结合实际情况，合理设计钻孔轨迹，同时考虑噪声控制和井壁支护等问题，以保证定向钻孔机能够安全、顺利地完成任务。

水平定向钻孔6米计算（原创实用版）目录1.水平定向钻孔的基本概念2.水平定向钻孔的计算方法3.6 米水平定向钻孔的具体计算过程4.注意事项和结论正文一、水平定向钻孔的基本概念水平定向钻孔是一种在地下进行的非开挖施工技术，它通过钻孔的方式在地下形成管道或通道，以实现各种工程目标，如给排水、天然气输送等。

这种技术具有施工速度快、对环境影响小、工程质量高等优点，因此在我国得到了广泛的应用。

二、水平定向钻孔的计算方法在实际操作中，水平定向钻孔的计算主要包括钻孔长度、钻孔直径、钻孔的倾斜角度等参数。

其中，钻孔长度的计算是最基本的，它直接影响到工程的施工效果和工程成本。

三、6 米水平定向钻孔的具体计算过程假设我们要进行一次 6 米长的水平定向钻孔，那么我们需要首先确定钻孔的直径。

一般来说，钻孔的直径会根据工程的需要和钻孔的长度进行选择，如果钻孔长度较长，那么钻孔的直径通常会较大。

在此，我们假设钻孔直径为 0.3 米。

然后，我们需要计算钻孔的倾斜角度。

倾斜角度的选择主要取决于工程的地质条件和施工要求。

一般来说，倾斜角度越大，钻孔的难度就越大，但同时也能提高钻孔的稳定性。

在此，我们假设倾斜角度为 15 度。

根据上述参数，我们就可以利用三角函数等数学知识，计算出钻孔的实际长度和钻头的位置等信息。

四、注意事项和结论在进行水平定向钻孔时，我们需要注意地质条件、钻孔的稳定性、钻孔的直径和长度等因素，以确保施工的安全和效果。

同时，我们也需要根据实际情况，灵活调整钻孔的参数，以达到最佳的施工效果。

总的来说，6 米水平定向钻孔的计算是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。