摘要：为了解决现有水平定向钻进导向方法测量精度低,定位深度浅,测量数据不连续以及受磁场干扰影响大的问题,提出一种基于磁信标的水平定向钻进导向定位方法,实现水平定向钻进的位置和姿态测量;设计了基于三阶磁梯度张量的测量阵列,通过仿真验证该方法可以消除地磁场的影响,实现位置测量;依据惯性导航理论,利用MEMS传感器、测量阵列位置信息和零速信息进行多源数据融合,对惯性导航解算出的姿态误差进行估计和修正,提高姿态测量精度。通过地面位置测量实验对基于三阶磁梯度张量的位置测量算法进行验证,位置测量结果的平均相对误差为4.57%;通过地面姿态测量实验对多源数据融合算法进行验证,结果表明,倾角误差在0.3°以内,工具面角误差在0.7°以内,方位角的误差值在1°以内,证明了提出的姿态测量算法的准确性和有效性。研究成果可以提高非开挖水平定向钻进适用范围、实时性和定位精度,为水平定向钻进导向技术自动化提供了理论基础。

摘要：针对水平定向钻进具体的测量需求,提出了基于三轴加速度计和三轴磁强计的随钻测量方法,在此基础上利用MEMS微硅加速度计和MEMS磁阻式磁强计进行了系统设计,研制了实际的随钻测量装置,并通过采取特定的措施,如温度补偿和方位校正改善系统性能。结果表明,该装置能够安装在地下钻具的内部,钻进的同时完成倾角、面向角、方位角等参数的检测,倾角精度达±0.7°,面向角精度达±1.0°,方位角精度±2.0°。无论在外观还是在性能上都达到国外同类产品的水平,填补了国内空白。

摘要：煤矿井下定向钻进过程所形成的岩屑床严重影响钻孔深度,造成钻孔壁与钻具组合之间严重的托压现象,致使钻机输出给进压力要求较高,甚至钻机额定最大输出给进压力难以满足正常钻进需求。环空泥浆冲洗液排量作为煤矿井下定向钻进关键参数之一,其值大小直接与钻孔眼内净化程度、给进压力、钻进速度及井下安全等紧密相关。基于研究所提出的泥浆冲洗液最小排量设计原则,建立了预防岩屑床形成所需泥浆冲洗液最小排量计算方法。将研究所提出的环空泥浆冲洗液最小排量计算方法成功应用于了神东煤炭集团某矿井下顺灰岩层水平定向钻孔工程,成功验证了该方法的有效性。

摘要：在敷设给水管道时,遇到特殊地形如明渠、河流、湖泊等不便开挖的水系时,采用水平定向钻进技术可以减少开挖,降低造价,缩短工期,产生的社会效益高。本文以庙庄路东侧给水管道穿越平花河明渠为例,重点介绍了水平定向钻施工时轨迹设计、管道回拖力计算、钻进导向孔、反向扩孔、给水管线回拖等技术措施,希望其中的一些经验和做法对今后水平定向钻进施工具有一定的借鉴意义。

摘要：水平定向钻进作为一种重要的非开挖施工方法,已广泛运用于给排水管道的敷设中。结合各地编写的技术规程,对水平定向钻进设计中的轨迹线、扩孔、回拉力、泥浆参数等内容进行讨论,并提出了建议,可供设计人员参考。

摘要：导向钻进技术一直是非开挖技术领域占据主导地位并且发展最快的一种技术。为了确保避开原有地下管线及障碍物，准确、顺利地完成铺管任务，除了导向仪器的研制之外，钻孔轨迹的合理设计也非常重要。考虑到施工条件和轨迹控制的难易程度，实际中最常用的是“直线-圆弧-直线-圆弧-直线”型钻孔轨迹形式。近几年，基于这种形式的轨迹设计方面的研究有不少，但大多是在管线穿越起点和终点确定的前提下对入土段和出土段的设计。

摘要：介绍了水平定向钻进跟踪与导向仪中地下传感发射探头基于单片机MSP430F149和数字信号处理器ADSP2189的设计方案,给出了系统的硬件、软件实现,并提出了系统安装误差软件修正方法。

摘要：水平定向钻进铺管不可避免地会导致地表产生沉降变形,且变形主要产生在铺管完成以后阶段,即地表工后沉降。本文基于随机介质理论,建立了适合于分析评价水平定向钻进铺管地表工后沉降变形的理论计算模型,并基于MATLAB GUI编写了相应的计算软件,能快速计算得到地表工后沉降的变形程度,可为水平定向钻进铺管设计及施工提供科学依据和指导。

摘要：航油管道水平定向钻进施工工艺的改进是提高航油管道建设效率和降低风险的重要举措,本文通过对该工艺的思考,从导向孔钻井、扩孔、管道回拖、钻头设计与选择的优化、钻进液体的优化、钻进参数的精确控制以及钻井方位测量与导航技术的提升等方面进行了探讨。在导向孔钻井方面,钻井钻头的导向能力和定向钻具的使用对实现航油管道准确导向和良好位移控制能力至关重要。扩孔技术则着重于选用合适的工具和技术,实现管道直径的扩大、圆形度和光滑度的保持,以提高施工进展和质量。另外,管道回拖环节需要合理设计回拖系统和采用适宜工具,以确保清除钻进产生的废渣和碎屑,维护施工环境整洁并提高钻井效率。优化钻进液体的选择和配方能够提高地层稳定性、冲刷效果并降低井眼壁面损伤,提高施工安全性和效率。精确控制钻进参数,如钻速、钻压、旋速等,能够根据地质条件和管道尺寸的要求实时调整,提高施工的控制性和稳定性。

摘要：为了能够在水平定向钻机虚拟实训系统中实时模拟钻头的地下钻进状态,使拖管工艺可视化,设计了基于Unity3D的水平定向钻进工艺仿真系统。通过对钻头受力模型的分析,结合计算机图形学理论,利用Unity3D编写脚本程序实时渲染地下钻进情况。结果表明,系统能够实现钻机仿真和地下钻进工艺可视化,对虚拟水平定向钻进系统具有一定指导意义。