Phương pháp để giảm độ lệch đường cong trong khoan định hướng ngang

Phương pháp để giảm độ lệch đường cong trong khoan định hướng ngang

Tóm tắt:

Máy khoan định hướng ngang là một loại máy móc xây dựng dùng trong thi công công trình khoan ngầm định hướng chẳng hạn như đặt ống, cáp, vv, đặt một loạt các cơ sở công cộng dưới lòng đất mà không cần khai thác mặt đất. Theo các vấn đề của khoan định hướng ngang trong quá trình xây dựng khoan ngầm, một số phương pháp để giảm độ lệch đường cong được tóm tắt trong kinh nghiệm làm việc thực tế.

Trước khi chúng ta tìm ra các vấn đề khoan định hướng ngang trong quá trình thi công đường ống ngầm và tìm cách giải quyết độ lệch đường cong thiết kế ban đầu trong khoan định hướng ngang, chúng ta sẽ tìm hiểu khoan định hướng ngang là gì, cũng như triển vọng ứng dụng của nó.

Đầu tiên, các đặc điểm của công nghệ khoan định hướng ngang và triển vọng ứng dụng

Khoan định hướng ngang được ứng dụng trong thi công khoan ngầm kéo ống dầu, khí đốt, khí đốt tự nhiên, cung cấp nước, cung cấp điện và xây dựng đường ống viễn thông đã được sử dụng rộng rãi, nói chung trong các khu vực đá không cứng có thể được thực hiện. Công nghệ khoan ngầm qua đường là kết hợp công nghệ đặt đường ống ngầm với công nghệ khoan định hướng ngang, trong đó có một loạt các lợi thế của chi phí thấp, xây dựng nhanh chóng và độ chính xác xây dựng cao. Công nghệ khoan định hướng ngang đã phát triển nhanh chóng ở Việt Nam trong suốt nhiều năm qua. Tại thời điểm này công nghệ khoan ngầm đang hướng tới thu nhỏ và quy mô lớn, thích ứng với xây dựng đá cứng, khoan ống tự động khai thác và xếp chồng, hướng dẫn siêu sâu và các khía cạnh khác của hướng phát triển. Triển vọng ứng dụng sẽ rất rộng.

Thứ hai, lỗ hướng dẫn của khoan định hướng ngang lệch khỏi đường cong thiết kế ban đầu trong quá trình khoan ngầm

Bước đầu tiên vô cùng quan trọng trong công nghệ khoan ngầm qua đường là khoan lỗ dẫn hướng. Chất lượng của lỗ hướng dẫn trực tiếp ảnh hưởng đến sự thành công của quá trình khoan ngầm kéo ống có thành công hay không, là yếu tố chính quyết định sự thành công của dự án. Mục đích chính của lỗ hướng dẫn là cung cấp một lỗ thí điểm đáp ứng các yêu cầu của thiết kế khoan kéo ống ngầm ban đầu. Các lỗ được mở rộng trước ở tất cả các cấp đáp ứng các yêu cầu vượt qua nên được mở rộng bởi đường cong của lỗ hướng dẫn để đáp ứng đường kính của điều kiện kéo trở lại. Do đó, cho dù đường cong tổng thể của lỗ hướng dẫn có thể đạt được bán kính đàn hồi của toàn bộ đường ống trực tiếp xác định xem việc mở rộng trước ở tất cả các cấp có thể đạt được bán kính đàn hồi của toàn bộ đường ống. Thiết kế thành công của lỗ dẫn hướng là cơ sở cho sự kéo trở lại thành công của các lỗ mở rộng trước ở tất cả các cấp trong tương lai. Nó cũng là một phần quan trọng của toàn bộ dự án khoan ngầm qua đường.

Tuy nhiên, trong quá trình khoan lỗ hướng dẫn và vượt qua thường đi chệch khỏi đường cong thiết kế ban đầu bây giờ, thông qua nhiều năm kinh nghiệm làm việc trong lĩnh vực công nghệ khoan định hướng ngang, nguyên nhân của đường cong thiết kế ban đầu có thể được tóm tắt bởi 5 điểm sau.

1) Các yếu tố bên ngoài không thể tránh khỏi. Chẳng hạn như địa hình địa phương, độ ẩm đất ngầm và sự hình thành gây ra bởi việc xây dựng độ lệch đường cong.

2) Bị quấy rầy bởi từ trường bên ngoài. Chẳng hạn như: đường dây điện áp cao, cáp quang ngầm và điều kiện hình thành sẽ ảnh hưởng đến aziverage từ khi lỗ hướng dẫn được khoan, do đó ảnh hưởng đến dữ liệu hiển thị trên máy tính và dữ liệu đường cong thiết kế ban đầu gây ra bởi độ lệch.

3) Có một độ lệch giữa góc ở đầu vị trí của giàn khoan và đường trung tâm chéo của thiết kế đường ống, dẫn đến một lỗ hướng dẫn bị lệch ngay sau khi nó bắt đầu được khoan.

4) Gây ra bởi các nhà điều hành giàn khoan. Trong quá trình khoan lỗ dẫn hướng, quỹ đạo của cầu vượt lệch khỏi đường cong thiết kế do hoạt động không đúng cách.

5) Sự không chính xác của phép đo. Chúng bao gồm sự thiếu chính xác của việc đo góc phương vị từ qua đường tâm, sự không chính xác khi đo chênh lệch độ cao giữa điểm vào và điểm vào, và độ không chính xác của chiều dài ống khoan khi nhập vào máy tính.

Những điểm trên là những nguyên nhân chính khiến lỗ dẫn hướng đi chệch khỏi đường cong thiết kế trong quá trình khoan định hướng ngang, làm rõ nguyên nhân, chúng ta nên điều chỉnh và tìm cách làm giảm độ lệch đường cong. Dưới đây là một số cách để giải quyết những vấn đề ở trên.

Thứ ba, phương pháp làm giảm độ lệch giữa đường cong lỗ dẫn hướng và đường cong thiết kế

Bài viết này tóm tắt những lý do cho sự sai lệch giữa đường cong lỗ hướng dẫn so với đường cong thiết kế, và thông qua nhiều năm kinh nghiệm làm việc trong lĩnh vực khoan định hướng ngang, một số phương pháp được tìm thấy để giải quyết những vấn đề này trong quá trình thi công khoan định hướng như sau:

1.  Việc sử dụng phương pháp từ trường nhân tạo để giảm sự bù đắp của hệ thống điều khiển khoan theo hướng lỗ hướng dẫn là trường địa từ, thông qua đầu dò phía sau máy khoan định hướng ngang để chuyển dữ liệu của lỗ hướng dẫn sang máy tính. 

Tuy nhiên, trường địa từ rất yếu và dễ bị tổn thương bởi từ trường của các vật thể bên ngoài khác, dẫn đến dữ liệu dẫn hướng không chính xác. Để tạo ra một từ trường nhân tạo là thêm một dòng điện trực tiếp mạnh mẽ và sau đó thiết lập một cuộn dây đóng trên cả hai mặt của đường trung tâm qua. Do đó, từ trường nhân tạo tạo ra từ trường lớn hơn nhiều so với trường địa từ và các vật thể khác, vì vậy sự cố nhiễu sẽ nhỏ hơn nhiều, nó thậm chí có thể được bỏ qua.

Cách tạo ra từ trường nhân tạo này rất đơn giản, nhưng hiệu quả rất tốt và giá cả phải chăng. Từ trường nhân tạo phản ánh chính xác vị trí cụ thể của đầu dò trong công việc khoan ngầm dưới lòng đất, chiều cao của điểm giao cắt và độ lệch từ trái sang phải. Dữ liệu thu được là sự phản ánh vị trí thực của đầu dò. Khi đầu dò của máy khoan định hướng ngang chạm tới cuộn dây kín của từ trường nhân tạo, nó sẽ bật nguồn điện một chiều để tạo ra từ trường. Độ lệch qua trục và chênh lệch độ cao được đo bằng từ trường nhân tạo này. Và góc phương vị của đầu dò tại thời điểm này có thể được xác định bằng cách so sánh độ lệch trái phải của từ trường nhân tạo và địa từ trường. Do đó, định hướng của ống khoan tiếp theo được đo.

Ngoài ra, do từ trường nhân tạo có thể đo chính xác phương vị của đường ống đi qua dưới sự can thiệp của trường địa từ và có thể hiệu chỉnh phương vị điều khiển từ trường mà không có sự can thiệp của trường địa từ, nó có thể kiểm soát tốt hơn đường cong cắt ngang và đường cong thiết kế, độ lệch. Và từ trường nhân tạo đảm bảo tốt hơn độ trơn của đường cong.

2. Cần giảm nhiễu của từ trường bên ngoài

Từ trường bên ngoài chủ yếu bao gồm các đường ống ngầm, cáp ngầm và một số tòa nhà. Các từ trường bên ngoài này sẽ ảnh hưởng đến cường độ của trường địa từ và phương vị của trường địa từ, từ đó ảnh hưởng đến phương vị của bit điều khiển. Sự không chắc chắn và không chính xác của phương vị sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến phương vị của lỗ thí điểm đang khoan vào lòng đất, làm cho hướng của lỗ dẫn hướng mất kiểm soát.

Do đó, theo quan điểm của vấn đề này, việc khoan ngầm qua đường nên được thực hiện trong khảo sát thực địa, để xác định mức độ từ trường bên ngoài bị ảnh hưởng. Sự chênh lệch được đo và kiểm soát trong quá trình khoan lỗ dẫn hướng. Khi đi vào từ trường bên ngoài, sự thay đổi, đã khác với góc hướng điều khiển, lúc này bỏ qua nhiễu trực tiếp khoan, nhưng trong đo dữ liệu, mũi khoan qua vùng nhiễu từ trường, dữ liệu điều khiển máy tính có thể trở lại bình thường. Lỗi tại thời điểm này phải nằm trong phạm vi cho phép. Tuy nhiên, nếu sự khác biệt giữa cả hai là lớn, đầu tiên để tính toán số lượng độ lệch, và sau đó khoan bit ra trong phạm vi độ lệch và sau đó khoan vào một lần nữa có thể làm cho đường cong qua và đường cong thiết kế kết hợp lại.

3. Phải đảm bảo kết hợp vị trí của giàn khoan và đường tâm ngang, phải lắp đặt neo tiếp đất trước khi máy khoan ngang khởi động, vị trí của neo tiếp đất và giàn khoan phải thống nhất. Vì vậy, khi lắp đặt neo nối đất, hệ thống neo nối đất nên đặt trên trục trung tâm của hệ thống vượt biển. Để đảm bảo định vị chính xác của giàn khoan. Trước khi đặt giàn khoan định hướng, sử dụng dụng cụ đo giải phóng đường ống để vượt qua đường tâm và tính toán vị trí chính xác của giàn khoan theo góc đất của giàn, kích thước của bản thân giàn và một loạt số liệu tham khảo, và đánh dấu bằng màu xám trắng. Sau khi đánh dấu xong, không chỉ lấy dấu trắng và dấu xám làm cơ sở mà còn phải tính độ lệch của giàn khoan bằng dụng cụ đo. Người ta tính toán rằng chênh lệch độ võng bằng không khi giàn khoan đi vào đất, từ đó đảm bảo sự kết hợp giữa quỹ đạo của lỗ thí điểm và đường cong thiết kế.

4, Loại bỏ độ lệch của lỗ thí điểm so với đường cong thiết kế ban đầu do yếu tố con người. Trước khi khoan, các nhân viên có liên quan, chẳng hạn như nhân viên đo đạc và thiết lập, và nhân viên kiểm soát hướng phải được đào tạo đủ để nâng cao chất lượng của nhân viên. Để nhân viên hợp tác với nhau để ngăn chặn sự sai lệch của đường cong cắt lỗ dẫn hướng và đường cong thiết kế do yếu tố con người gây ra.

5. Phải đảm bảo đo chính xác

Việc đo chính xác bao gồm 3 khía cạnh chính: đo chính xác góc phương vị từ, đo lại đường tâm, đo chính xác chiều dài ống khoan.

Góc phương vị là dữ liệu kỹ thuật quan trọng nhất trong dự án khoan ngang định hướng, và nó là yếu tố quan trọng để đảm bảo độ trơn của đường cong lỗ dẫn hướng. Do đó, góc phương vị phải được đo cẩn thận trước khi lỗ thí điểm bắt đầu hoạt động. Giá trị phương vị ban đầu nhất của điều khiển lỗ thí điểm là phương vị từ cắt qua đường tâm. Vì vậy, phương vị từ trường phải chính xác. Đây là bước quan trọng nhất trong thi công khoan ngầm qua đường.

Phép đo chính xác thứ hai là thực hiện tốt việc xem xét sự cắt ngang của đường tâm. Trước khi khoan phải thiết kế cọc chéo và cố định cọc tại các điểm ra vào. Kiểm tra, đo đạc lại khoảng cách giữa ra và vào đất, cao độ giữa ra và vào đất, xác định chính xác tâm cọc khi ra và vào đất.

Cách đo chính xác thứ ba là đo cẩn thận chiều dài của ống khoan. Trước khi khoan lỗ thí điểm phải đo chính xác chiều dài cần khoan theo trình tự kết nối của cần khoan, đơn vị là mm và lập biên bản chính xác.

Tóm lại, để giảm sai lệch trong giao cắt khoan định hướng ngang, cần phải hiểu nguyên nhân gây ra sai lệch, và tìm giải pháp tương ứng. Dự án khoan định hướng ngang bao gồm nhiều phân tích dữ liệu và thống kê dữ liệu đo lường dữ liệu, đòi hỏi sự kiên nhẫn của các nhân viên có liên quan và sự hợp tác giữa các nhân viên ở tất cả các cấp. Chỉ có yêu cầu khắt khe về từng chi tiết mới có thể làm nên một công trình tốt, chi tiết quyết định chất lượng và sự thành bại. Với sự phát triển của công nghệ khoan ngang định hướng đặt đường ống ngầm, độ chính xác của công trình khoan định hướng ngang ngày càng khắt khe hơn, người ta tin rằng thời gian thực hiện công trình ngày càng ngắn, tỷ lệ thành công ngày càng cao.

Xem thêm dịch vụ khoan ngầm của Minh Phương Corp