一种油气管道定向钻回拖设计方法技术

本发明专利技术公开了一种油气管道定向钻回拖设计方法，该方法包括：根据定向钻轴线和回拖管道的管材确定猫背曲线的曲率半径；根据管道回拖施工现场的地形条件确定管道回拖的发送形式，并计算开挖区的开挖深度及开挖区的长度；确定猫背曲线的起始点并计算猫背曲线上多个特征点的对应坐标；根据起始点和多个特征点的对应坐标，通过制图软件绘制猫背曲线；根据回拖管道的管径通过《油气管道工程水平定向钻穿越设计规范》确定回拖管道的出土角及猫背曲线相邻吊点之间的跨距，并计算猫背曲线的吊点数量；根据绘制的猫背曲线以及相邻吊点之间的跨距、吊点数量以及吊点布置方式得出猫背曲线支座的布置方案完成油气管道定向钻回拖设计。

【技术实现步骤摘要】
一种油气管道定向钻回拖设计方法
本专利技术涉及油气管道定向钻穿越工程设计
，具体而言，涉及一种油气管道定向钻回拖设计方法。
技术介绍
近年来，定向钻穿越以其环保、安全、工期短和成本低等优点，在油气管道领域应用越来越广泛。油气管道定向钻穿越按照施工过程一般分为3个阶段：导向孔、扩孔和回拖。回拖是定向钻施工的最后一个阶段，也是定向钻施工中最为关键的一步。随着油气管道管径越来越大，回拖管道进入钻孔时的猫背曲线布置也随之加长，吊点布置越来越多。按照以往的方式，一般是在当地租用两台吊车配合挖沟机或吊管机起吊，进行回拖管道的猫背曲线布置。但是对于管径大于1219mm的管道，挖沟机已经不能满足要求，且猫背布置的吊点数量随着猫背曲线的加长也越来越多。一次性同时租赁十台甚至更多的吊车有一定难度且费用很高。目前，管道回拖时猫背曲线布置施工主要采用两种方式实现：第一，通过吊管机(吊车)对钢管进行起吊，通过控制吊点高程形成猫背曲线；第二，出土端开挖，按照猫背曲线的走向，放坡开挖发送沟，实现钢管入洞前形成猫背曲线。而上述两种方式都存在弊端：吊管机(吊车)构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油气管道定向钻回拖设计方法，其特征在于，包括：/n步骤1、根据定向钻轴线和回拖管道的管材确定猫背曲线的曲率半径；/n步骤2、根据管道回拖施工现场的地形条件确定管道回拖的发送形式，并根据发送形式计算开挖区的开挖深度及开挖区的长度；/n步骤3、确定猫背曲线的起始点并计算猫背曲线上多个特征点的对应坐标；/n步骤4、根据步骤3中起始点和多个特征点的对应坐标，通过制图软件绘制猫背曲线；/n步骤5、根据回拖管道的管径确定回拖管道的出土角及猫背曲线相邻吊点之间的跨距，并计算猫背曲线的吊点数量；/n步骤6、根据绘制的猫背曲线以及步骤5中相邻吊点之间的跨距、吊点数量以及吊点布置方式得出猫背曲线支座的布置...

【技术特征摘要】
1.一种油气管道定向钻回拖设计方法，其特征在于，包括：
步骤1、根据定向钻轴线和回拖管道的管材确定猫背曲线的曲率半径；
步骤2、根据管道回拖施工现场的地形条件确定管道回拖的发送形式，并根据发送形式计算开挖区的开挖深度及开挖区的长度；
步骤3、确定猫背曲线的起始点并计算猫背曲线上多个特征点的对应坐标；
步骤4、根据步骤3中起始点和多个特征点的对应坐标，通过制图软件绘制猫背曲线；
步骤5、根据回拖管道的管径确定回拖管道的出土角及猫背曲线相邻吊点之间的跨距，并计算猫背曲线的吊点数量；
步骤6、根据绘制的猫背曲线以及步骤5中相邻吊点之间的跨距、吊点数量以及吊点布置方式得出猫背曲线支座的布置方案，完成所述油气管道定向钻回拖设计。


2.根据权利要求1所述的油气管道定向钻回拖设计方法，其特征在于，步骤1中猫背曲线曲率半径的具体计算公式为：
Rc≥Rmin
Rmin＝ED/(2Fb)
其中，Rc为猫背曲线曲率半径，Rmin为猫背曲线的最小曲率半径，E为回拖管道的弹性模量，D为回拖管道的外径，Fb为回拖管道的弯曲应力。


3.根据权利要求1所述的油气管道定向钻回拖设计方法，其特征在于，步骤2中管道回拖的发送形式包括发送沟发送和滚轮架发送，当出土端地形平坦且地上和地下无杂物选用发送沟发送形式；当出土端地形复杂或者土质差选用滚轮架发送形式。


4.根据权利要求3所述的油气管道定向钻回拖设计方法，其特征在于，步骤2中开挖区的开挖深度的计算公式为：
Ht≤Htmax
Htmax＝min{Htmax1,Htmax2}
Htmax1＝Ldsinα
Htmax2＝Rc-Hr-Hb
Hr＝Rccosα
当为发送沟发送时：
当为滚轮架发送时：
其中，Ht为开挖区的开挖深度，Htmax1为出土端直管段长度控制的最大开挖深度，Htmax2为出土端单弧曲线控制的最大开挖深度，Htmax为最大开挖深度，Ld为土端直管段的长度，α为出土角，Rc为猫背曲线的曲率半径，Hr为猫背曲线曲率半径与出土角余弦值的乘积，Hb为回拖管道中心至地面的距离，D为回拖管道的外径，Hd1为发送沟发送管顶至地面的距离，Hd2为滚轮架发送管底至地面的距离。


5.根据权利要求4所述的油气管道定向钻回拖设计方法，其特征在于，步骤2中开挖区的开挖长度的计算公式为：
当Rc＞Hr+Ht时，
当Rc＜Hr+Ht即猫背曲线全部在地面以下时，Lt＝L1；
当Rc＝Hr+Ht即猫背曲线拱顶在地面平齐时，Lt＝L1；
L1＝Rcsinα；
其中，Ht为开挖深度，Lt为开挖长度，L1为猫背曲线起点至拱顶段的水平长度。


6.根据权利要求4所述的油气管道定向钻回拖设计方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：左雷彬，杨威，杨春玲，詹胜文，李国辉，马晓成，王丽，苏卫锋，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油管道局工程有限公司，中国石油天然气管道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11