一、有地下障碍物的非开挖导向钻进钻孔轨迹优化设计（论文文献综述）
邹玉亮[1]（2021）在《软弱土层穿越的稳壁防偏钻井液技术研究》文中研究表明随着非开挖技术在铺管工程中的应用越来越广泛,穿越工程迎来了飞速的发展。然而,现如今该技术在穿越工程中仍存在一些复杂的科学难题,其中极为典型的技术难点便是软弱土层的孔壁稳定性与穿越轨迹控制问题。一旦处理不当会发生一系列工程事故如:（1）在施工水平段和造斜段中,出现导向困难,需要多次撤回钻杆重新导向;（2）行进轨迹偏离设计轨迹,甚至钻破其他已有的地下管道,且与原设计轨迹偏离越大;（3）泥浆配比不合理,回扩时出现埋钻事故和塌孔现象。由于软弱土层属于结构性较差的非均质散状赋存类型,具体表现为结构性差、胶结性差、遇水泥化崩解、强度低、自稳能力差等特性。同时,由于钻具、钻井液与软弱土层变形相互影响,倘若岩土体受力较大,则势必会引起软弱土层变形过大甚至破坏,造成孔壁失稳坍塌,进而影响穿越轨迹的准确性。然而,目前传统上关于定向钻进穿越防偏技术大都集中在钻机、钻具的研究上,而忽视了在软弱土层穿越施工中,钻井液在保障孔壁稳定的同时,对于轨迹防偏所起到的重要作用。在钻进过程中,钻井液不可避免地渗透到地层中,轻则引起软弱土体物理力学性质发生改变,使得钻具造斜强度发生改变,造成钻孔轨迹偏斜;重则引起孔壁失稳坍塌,导致发生埋钻事故,造成无法按既定设计轨迹进行穿越的后果。因此,亟待研究软弱土层穿越的防偏稳壁钻井液技术以解决孔壁稳定性与穿越轨迹控制问题,对钻遇软弱土层的定向穿越工程具有重要的工程意义。论文以上海川沙地区软弱土层为研究对象,在分析其物理力学特征的基础上,研究软弱土层孔壁失稳与钻孔致偏的机理,探析钻井液侵入软弱地层失稳破坏特征,分析了封堵技术遏制土层孔壁渗漏的作用机理,并对颗粒状状、片状、纤维状堵漏材料以及纳米封堵材料进行优选和效果评价。探析了抑制土层水敏软化的作用机理,并对常规抑制剂以及表面活性剂进行优选和效果评价。对优选出的稳壁防偏水基钻井液体系进行综合性能指标评价,并通过穿越工程实例对优选钻井液体系开展现场应用以验证该钻井液技术的防偏稳壁效果。全文共分为六个章节,具体结构如下。第一章:介绍软弱土层穿越遇到的问题,引出研究目的和意义。总结穿越轨迹控制技术发展现状和封堵及抑制型钻井液研究现状,为后期稳壁防偏钻井液配方的研制提供依据和参考。第二章:基于软弱土层空隙率高,压缩性强,粘土矿物丰富,亲水性较强,浸水发生软化膨胀降低地层孔壁强度及稳定性的工程特点。研究软弱土层物质组成和力学特性,探析一维固结和三轴剪切蠕变条件下的强度和变形机制,为探究增强软弱土层穿越的稳壁防偏钻井液技术奠定基础。第三章:通过分析软弱土层定向穿越孔壁失稳和钻孔偏斜的地质、技术、工艺和钻井液等因素,探析钻井液侵入软弱蠕变密闭地层、渗透地层和裂隙漏失地层的失稳破坏特征;建立钻孔造斜强度解析模型,该模型可以指导非开挖水平定向钻进施工时的方向控制,验证钻井液能够通过影响造斜强度继而引起钻孔轨迹偏斜这一理论。第四章:对封堵技术的作用机理进行分析,对封堵材料的评价方法进行总结,并对颗粒状、片状、纤维状堵漏材料以及纳米封堵材料进行优选和效果评价,优选出复合封堵剂配方。第五章:对粘土矿物水化膨胀机理进行分析、对抑制材料的评价方法进行总结,并对常规抑制剂以及表面活性剂进行优选和效果评价,优选出复合抑制剂配方。第六章:对水基钻井液的造浆粘土和降滤失剂进行优配,建立软弱地层穿越的稳壁防偏钻井液体系。对稳壁防偏钻井液体系进行室内评价,测试其基本性能,评价其抑制性、抗污染能力及抗温性能等,并对该钻井液体系进行现场应用评价,验证优选的钻井液体系是否能达到稳壁防偏的效果。通过上述研究工作,主要得到以下结论和认识:（1）软土的矿物成分以石英（51.1%）、长石（16.6%）、绿泥石（12.7%）为主,夹部分蒙脱石（5.3%）、伊利石（2.4%）和高岭石矿物（2.6%）;软土的化学成分以Si O2、Al2O3为主,二者含量占比的74.45%,远远高于其他化学成分Fe O、K2O、Ca O、Mn O、Na2O等。软弱土层含水率属于37～68%范围内,随着取样深度的增加,软弱地层的含水率不断下降。ωP范围在22%～36%之间;ωL实测值分布范围在50%～62%之间,主要集中在57%左右;IP在23～30之间,IL在0.25～1.11范围内。（2）原状软土的最大轴向应变为11.5%～14.5%范围内,重塑软土的最大轴向应变为13.5%～15.0%范围内,重塑软土峰值应变向后移动。原状软土的峰值轴向应力为21.6k Pa,重塑软土峰值轴向应力只有11.8k Pa,下降了45.4%。一维固结条件下,当软弱土层的应变在4.5%范围内时,应力呈现出近似直线上升的趋势。当应变超过4.5%,应力应变曲线的斜率表现为越来越大,应力值开始出现较大的差异性,非线性增强,应力-应变曲线呈现出发散式的倾斜直线趋势。三轴剪切蠕变条件下,孔压随时间变化趋势与应力时间变化趋势相似,都是在前期达到最大值,随后保持为一条近似平行于时间轴的直线,孔压趋向于一个稳定值,试样变形逐渐稳定,发生衰减蠕变。孔压随时间不断增加,但孔压的变化速率随着时间不断减小。（3）颗粒状堵漏材料封堵性能:3%QS-2>2%QS-1>2%OCX-1,泥饼渗透率降低率依次是38.75%、36.31%、31.99%;3种片状堵漏材料封堵性能:2%NTS-TP>1.5%NTS-M>1.5%NTS-S,泥饼渗透率降低率依次是23.58%、27.77%、29.54%;纤维状堵漏材料封堵性能:1.5%XFD-2>2.0%XFD-1>2.0%Asb-Ⅰ,泥饼渗透率降低率依次是32.52%、31.98%、17.34%。进一步通过纳米材料封堵软弱地层微纳米级孔缝,优选出遏制土层孔壁渗漏的封堵配方:3%QS-2+2%NTS-TP+1.5%XFD-2+1.0%纳米乳液+1.5%亲水型纳米Si O2+1.0%纳米Ca CO3,评价其堵漏效果良好,常压下、0.7MPa下的漏失分别仅为25ml和38ml,漏失率仅为4.58%。（4）随着抑制剂含量的增加,抑制效果增强。聚胺的含量回收率在23.67%～32.18%范围内,优选加量为0.6%;KHm回收率范围在23.52%～27.18%,优选加量为2%;PLUS回收率在32.78%～52.28%范围内,优选加量为0.6%;KPAM回收率范围在32.32%～45.58%,优选加量为0.3%;KCl回收率在25.32%～33.56%范围内,优选加量为0.6%。对优选的复配钻井液进行评价,表明双抑制剂复配条件下的滚动回收率保持在60.68%～68.95%;三抑制剂复配状态下的滚动回收率保持在75.25%～81.32%。并且说明复配的抑制剂（0.6%KCl+0.3%KPAM+0.6%PLUS）起到了良好的抑制土层水敏膨胀效果。（5）随着表面活性剂浓度的增加,土层接触角的变化基本都是先减小后增大再减小。其中接触角增大最明显的是浓度为0.01%的氟碳类表面活性剂SDBS和浓度为0.08%的氟碳类表面活性剂CTAB,其次是浓度为0.01%的阴离子表面活性剂AS-1。优选的复合表面活性剂为:0.01%氟碳类表面活性剂SDBS+0.08%CTAB+0.005%阴离子表面活性剂AS-1,降低亲水性效果最佳。（6）对优选出的稳壁防偏水基钻井液体系:6%膨润土+0.2%Na2CO3+3%QS-2+2%NTS-TP+1.5%XFD-2+1.0%纳米乳液+1.5%亲水型纳米Si O2+1.0%纳米Ca CO3+0.6%KCl+0.3%KPAM+0.6%PLUS+0.01%SDBS+0.08%CTAB+0.005%AS-1+0.4%HV-CMC+2.5%SMP-1,对其综合性能指标进行评价,测试其基本性能（密度、粘度、切力、滤失量等）,结果表明优选出的钻井液体系抑制性、抗盐抗钙能力、水活度、润滑性、抗污染以及温度稳定性效果良好。通过穿越工程案例对优选钻井液体系进行现场应用,验证了优选钻井液体系能起到稳壁防偏的作用。论文主要创新点如下:（1）系统研究了软弱土层在一维固结和三轴剪切条件下强度与变形特性,掌握多种状态下应力-应变、应变-时间以及孔压-时间的变化规律。（2）传统技术只考虑利用钻机或者钻具对穿越轨迹进行控制,本文提出了一种新型的穿越轨迹防偏钻井液方法,能够较好实现对穿越轨迹的精准控制效果。（3）在钻井液进行各种封堵和抑制等性能测试及评价的研究基础上,基于造浆粘土、颗粒状/片状/纤维状封堵材料、抑制剂、纳米材料、表面活性剂和降滤失剂优选,提出了一套适合软弱土层穿越的稳壁防偏水基钻井液体系,可为软弱地层水平定向钻进奠定技术基础。
符海安[2]（2013）在《导向钻进技术在排污管道敷设中的应用研究》文中指出非开挖技术自1896年于美国出现，发展至今已超过一个世纪。国外对非开挖技术特别是近年对导向钻进技术的开发研究相当重视，但在国内非开挖技术起步较迟，与国外特别是先进国家相比存在较大差距，对应的科学试验及研究均处于初级阶段。导向钻进技术由于适用性广、施工精度较高，且能解决部分地段穿越障碍物的技术难点，于20世纪80年代初逐步被国内引进，但基本上多应用在小口径的管道线缆敷设中。随着我国经济的飞速发展，市政排污管道在施工的过程中也越来越多地遇到需穿越公路、河流等障碍物或场地狭窄、工程地质条件差等传统开挖式管道敷设施工方法难以解决的问题。为解决此类问题，开始有部分排污管道工程借鉴导向钻进敷设通讯、电力线路的成功经验，尝试运用于排水管道的非开挖敷设中。本文首先通过分析导向钻进技术在排污管道中应用的必要性，确定其研究的目的与意义。在研究过程中把导向钻进技术与传统工艺在技术、施工方法、经济成本等各方面作出详细对比，以分析其技术及经济特点与应用的可行性。本文同时针对导向钻进应用于排污管道敷设中的施工技术特点，通过对导向钻头的力学分析等来研究导向钻进轨迹的设计与控制。另外为使导向钻进技术有效应用于排污管道敷设中，对比分析确定特殊管材的选用与技术参数要求，并建立了力学模型分析回拉式铺管技术在排污管敷设中应用的可行性。并且根据排污管道的特点对部分技术、质量等核心问题进行了对比研究。本文的研究成果为导向钻进技术应用于有水头流向要求（即有较高的标高控制及坡度要求）的市政排污管道，特别是400～600mm管内径的排污管道敷设提供了成功的应用借鉴依据，为排污管道的敷设方式提供了新的选择。
揣东明[3]（2011）在《水平定向钻进扩孔器结构设计方法及新产品设计》文中研究说明水平定向钻进铺管是一种发展迅速、技术先进、应用广泛的非开挖施工技术,可用于铺设或更新市政公用行业的各种管道。目前在水平定向钻进铺管中,大量的钻进时间消耗在扩孔这一关键工序。适当的扩孔器形状、尺寸对其工作过程中所受阻力、阻力矩和消耗功率的大小有重要影响,直接关系到水平定向铺管的工作效率。由于国内水平定向钻进铺管钻具系统的设计缺乏相应的设计理论和方法、产品创新程度低,市面上钻具品种单一、适应性差,这严重影响水平定向钻进铺管的效率和应用。针对上述现象对水平定向钻进铺管中的扩孔钻具进行研究:首先,总结各种扩孔器的形状及地层的适应性,提出扩孔器结构设计理论。其次,对扩孔钻具钻进时的工作原理、结构设计的相关参数进行详细论证,提出扩孔钻具的设计思路及主要参数的取值方法。最后,按照新型扩孔器设计需要结合参数设计方法得出该型扩孔器主要的设计参数进行取值。在收集国内外大量的相关技术资料基础上,运用类比法对现有扩孔器的优缺点进行分析;运用土力学基础对土体的压缩性和切削原理进行研究;分析扩孔钻头在扩孔过程中的工作机理和受力,结合岩土钻掘基本理论、机械设计最优化理论和数学计算对扩孔器结构尺寸进行研究得到以下成果和结论:1、设计出适应软土层的扩孔器—翼片挤压式扩孔钻头,该型扩孔钻头特点是:排粉能力强,具有导向,切削,挤密、压实钻孔壁的功能。2、提出扩孔钻头参数取值方法○1通过对保证钻杆柱安全工作的孔身极限弯强、扩孔钻具顺利通过孔身的极限弯强和保证管道安全工作的孔身极限弯强进行计算论证得出扩孔钻头的长度;○2通过计算得出土层塑性圈的直径,根据土层的压缩曲线得出最优厚度,从而根据地层性质调整滚轮轴线的倾角;○3通过分析切削具的切削速度和功率消耗之间的关系,得出在相同工作面的情况下翼片的最优倾角。3、提出扩孔钻头工作中所需回拖力、扭矩以及钻机功率等参数取值的计算公式,为钻机选型提供了依据。其中,扩孔钻头工作中所需回拖力为切削具压入土体所需力和挤压土体所需力之和;所需扭矩为切削具克服土体抗剪强度所产生的扭矩和土体对滚轮的摩擦阻力产生的扭矩之和;所需功率为切削具破碎土体消耗功率和挤压土体消耗功率之和。4、结合上海地区地层情况得出○1 KJ150/600型扩孔器的结构尺寸参数:扩孔器整体长1.15m,孔径从140mm扩到600mm;导向段长350mm,直径140mm;切削段长550mm,孔径从140mm扩到490mm;挤压段长250mm,挤压厚度110mm,滚轮的长轴为165mm,短轴90mm。○2钻机所需的参数:拉力210KN、扭矩4.5KN.m、功率158KW,因此选用可以满足工作需要的中型钻机。通过上述研究可以为水平定向钻进扩孔钻具设计提出一套相关的设计理论和方法,以利今后设计者参考;为生产企业提供技术含量高的产品,能够提高生产效率,降低生产成本;对我国水平定向钻进铺管技术的发展具有重要的理论价值和实用价值。
贺仁钧,乌效鸣,陶扬[4]（2011）在《非开挖三维轨迹设计软件的应用与优化》文中研究指明文章对非开挖导向孔三维轨迹设计软件的功能和使用方法进行了介绍,对该系统近两年的工程应用进行了总结,并通过一个典型工程实例介绍了软件模拟施工环境和设计轨迹的过程。通过用户反馈信息的搜集,介绍了软件存在的部分问题及其改进方案,并对软件的进一步开发的思路进行了展望。
郝世龙[5]（2010）在《非开挖导向钻进轨迹的设计原则与控制方法》文中提出讨论了轨迹设计与控制的重要性,提出了需要做的准备工作,导向孔的设计埋深、出入土角、弯曲半径的设计原则,控制测量的方法、原则及纠偏的方法,以期减少工程事故,减少施工成本,缩短施工周期,取得更好的经济社会效益。
杨先亢,兰海涛,遆仲森,马保松[6]（2010）在《悬链线法在水平定向钻轨迹设计中的应用探究》文中研究表明钻孔轨迹设计是非开挖水平定向钻施工中一项重要内容。其最优化设计在国内已较成熟,但多数优化设计未从力学方面进行优化设计。针对这一情况,引入悬链线法来优化水平定向钻轨迹设计。通过悬链线法的计算可知,优化后的轨迹不仅有利于降低钻杆回转阻力和扭矩消耗,提高机械钻速,增长管道使用年限,同时与传统设计方法相比较,其计算出的轨迹长度也比传统圆弧轨迹长度略短,表明了悬链线法在水平定向钻轨迹设计上具有一定的优势。
陈中浙[7]（2009）在《岩层中定向钻进非开挖铺设地下管线的研究及应用》文中认为非开挖水平定向钻进技术（Horizontal Directional Drilling）,因其高精度的定位能力而成为非开挖四大工法之中最具潜力的技术,特别在城市管网极为复杂的地区,是其它施工方法难以代替的,社会经济效益尤为突出。我国因为在非开挖技术发展上起步较晚,一直较西方发达国家落后,目前,作为非开挖技术研究的热点也是难点的岩层定向钻进非开挖,对我国的经济发展、基础工程建设有着不小的影响。因此,本文着重对岩层定向钻进非开挖铺管施工技术进行了研究,主要包括导向轨迹设计、导向孔钻进施工、扩孔及管道回拉力计算和排渣工艺研究,并将其研究成果应用于实际工程施工当中,获得了很好的效果。1、本次研究按照从理论到实践的原则进行,先从理论上对岩层定向钻进非开挖做了全面系统的研究,后用理论研究成果应用到实际工程当中。在理论研究过程中,除了采用常规的理论分析外,还借鉴了国外目前的最新研究成果,来完善本次研究内容。2、在岩层中进行非开挖研究,非常全面的提出了一条工程施工设计路线,从轨迹设计、导向孔施工到管道回拉等,都做了充分的分析,这对岩层中进行非开挖施工具有指导价值。3、本次研究当中的反循环清渣工艺,在理论研究中,采用了数值模型进行计算,之后通过理论计算研究,最后在实践中得到检验,这种研究结果,清晰明了,且有助于研究进程。水平定向钻进反循环清渣工艺理论的研究,并将该成果成功应用于工程,证明它具有效率高、可靠性强、经济实用等特点,在将来的发展中必然会对岩层非开挖产生一定的影响。
刘强[8]（2009）在《岩层水平定向钻进铺管施工工艺的试验研究》文中认为岩层水平定向钻进铺管技术是目前水平定向钻进铺管施工技术的热点和难题,是衡量一个国家水平定向钻进铺管领域技术水准的最重要的因素之一,国内对岩层水平定向钻进铺管的施工工艺研究较少。我国地域辽阔,不少区域的地层是由岩石构成的,因此,对岩层水平定向钻进铺管施工工艺进行研究显得尤为迫切和必要。本文针对岩层导向孔施工效率低和大口径扩孔中排渣难的问题,进行了系统的研究,取得了以下几方面的研究成果:1、首次在国内对岩层水平钻进铺管施工工艺进行了全面、系统的研究。对岩层水平定向钻进铺管施工中各个阶段的关键技术进行了较为深入的理论研究,并成功有效地指导了实际施工,形成了一整套基本成熟的岩层水平定向钻进铺管施工工艺。2、首次在国内对岩层水平定向钻进空气潜孔锤导向孔施工工艺进行了研究,并成功实施完成了全国首例空气潜孔锤导向孔施工。在实际导向孔施工中,取得了12米/小时的钻进时效,高出孔底螺杆马达和双层钻具系统的钻进时效5～10倍,对提高岩层水平定向钻进铺管的施工效率、降低施工成本有着非常重要的意义。3、采用多重减震措施和实时注水降温技术确保了孔底导向仪器的正常工作。针对空气潜孔锤导向孔施工时孔底恶劣的工作环境,采用多重减震措施使仪器在孔底强烈的震动中仍能正常工作;同时采用不停钻、实时注水降温技术在钻进过程中向钻具内部注入冷却水,使孔底仪器的环境温度保持在许可的范围内。4、首次在世界定向钻进铺管施工领域提出“反循环清渣工艺”,并进行了深入的理论研究。在实际工程中,定向铺管钻进系统和反循环清渣系统的结合,取得了非常理想的效果。反循环清渣工艺的排渣效率较常规的正循环清渣工艺高出数倍,大幅度地提高了施工效率,降低了施工成本,它的应用在定向钻进铺管施工领域具有划时代的意义。
钮洪亮[9]（2008）在《非开挖导向钻进轨迹三维优化设计研究》文中研究说明非开挖技术是指利用各种岩土钻掘、导向测控等技术手段,在地表不开挖或少开挖的条件下行铺设、更换或修复各种地下管线的施工新技术,国外称TT（Trenchless Technology）或No-Dig,是近年来发展起来的一项高新技术,是钻探工程的一项重要的技术延伸。随着城市地下管线日趋复杂及对环保的提倡,非开挖导向钻进铺管技术在城市地下管线铺设工程中也显得越来越重要,同时对导向钻孔轨迹的设计和施工要求也越来越高。精确地控制钻孔轨迹,确保避开原有地下管线及障碍物,按设计路线准确、顺利地铺管是导向钻进铺管技术的关键。因此,导向孔轨迹设计既是导向孔钻进施工的依据,又是施工质量检验的标准。导向孔轨迹设计方案是否可行、合理、优化不仅直接关系到导向钻进施工的难易程度、工程成本、乃至工程的成败,而且是合理有效配置地下土地资源的有力保障。目前,导向孔轨迹设计多数采用垂直平面内“斜直线—曲线—水平直线—曲线—斜直线”或从其简化演变的钻孔轨迹形式,没有提供在地下原有障碍物分布较复杂情况下钻孔轨迹为空间曲线形式的合理设计方法。而且,对弯曲段曲率半径的确定不够合理和准确,基本上是以钻杆、管线极限弯曲强度等限制条件来确定的,没有考虑施工区域岩土性质对造斜弯曲的影响,致使设计轨迹的合理性和可操作性差。针对存在的问题,本文主要从以下方面对非开挖导向钻进轨迹的三维优化设计进行了研究和探讨:（1）导向强度解析计算与室内模拟试验分析在不考虑水射流冲刷软化效应和钻具自重影响的前提下,对顶进过程中的导向钻头进行了详细的受力分析,得出了钻孔发生变向弯曲的本质机理:在钻孔弯曲曲率较小时,斜掌面以下的土体由于承受较大的压力而发生局部剪切破坏,土体被强迫快速挤压到钻头体底侧,冲剪出大部分的钻孔空间。由于斜掌面作用力垂直分力的存在,钻头体顶侧的土体将发生压缩变形,形成钻孔空间的剩余部分。因此,导向强度的大小主要由钻头体顶侧土体与斜掌面下方土体变形量的权重决定。在此分析结论的前提下,建立了与岩土性质相关的求解导向强度基本方程:Fz·Lb=Mr（Gs）+Ft（Gs）·lt（Gs）由于岩土材料的特殊性,且现存的本构关系也不能放映真实土的特性,所以准确地确定斜掌面作用力和钻头体顶侧的等效合力并非容易。文中根据材料力学及土力学中较成熟的极限承载力理论和圆孔扩张理论,经过合理地简化,建立了一般情况下的导向强度解析计算公式,考虑的影响因素包括:钻杆的外径Dr、内径dr和弹性模量Er;导向钻头体直径Db、长度Lb、斜掌面倾斜角度α和斜掌面尺寸（宽度和长度）;土的重度)γ、黏聚力c、内摩擦角φ、弹性模量Es、泊松比μ、导向钻头上方所有土层的加权平均重度γ0和导向钻头的当前埋深D。大量的试算结果表明,利用此模型计算出的导向强度值与实际经验值很接近,各因素对导向强度的影响与实际较吻合。同时,为了进一步研究和校验所建立的导向强度计算模型,自行设计了一套与理论分析条件吻合的导向强度室内模拟试验装置。通过多次模拟试验,定量分析了钻具特性和岩土性质对导向强度的影响关系。试验结果证实了本文所提出的导向强度分析方法和求解思路是正确的。（2）导向孔轨迹三维优化设计理论研究导向强度是进行导向孔轨迹设计的关键参数,它决定了钻孔弯曲的剧烈程度,其不仅取决于造斜工具的造斜能力,而且与土层的造斜能力密切相关。此外,导向强度的确定还必须结合钻杆安全工作的极限弯曲程度、拟铺设管线的工作要求等限制条件。结合工程实际情况,提出了导向强度设计值Gsd的确定方法:Gsd=Gs≤min([irs],[ips],[icp],…)并对钻杆安全工作的钻孔极限弯曲强度irs、管道安全工作的钻孔极限弯曲强度ips和检验仪器等刚性柱体顺利通过管道的钻孔极限弯曲强度icp的计算方法进行简要介绍。在确定合理的导向强度设计值Gsd的基础上,提出导向孔轨迹三维模拟设计理论和控制点法智能设计理论。研究并建立了保直钻进段轨迹计算模型、顶进造斜段轨迹计算模型和复杂条件下复杂轨迹形式的控制点法智能优化设计理论与计算模型。（3）导向孔轨迹三维可视化设计软件的开发以导向强度理论和轨迹优化设计理论为基础,采用Visual C++软件开发平台,运用OpenGL三维图形库开发了具有国际先进水平的“水平钻进导向孔轨迹三维模拟及辅助设计系统”软件。软件实现了地形、地貌、地表建筑物、地层分布、原有地下管线及障碍物、工作坑、钻孔轨迹的三维可视化,按照具体的工程条件建立全三维量化施工模型;能够结合岩土性质、原有地下管线分布、机械设备特性等施工条件进行导向孔轨迹模拟控制仿真设计和智能优化设计,并且在设计轨迹过程中程序能够自动进行导向强度的计算与更正,同时提供设计轨迹相应的施工指导方案。该系统具有形象逼真的三维可视化视图和二维量化视图模式,能够多角度、全方位进行观测、设计和控制;具有功能强大的EXCEL、AutoCAD文件自动识别与数据导入,详细设计数据、设计轨迹图、竣工轨迹图打印输出等功能。计算机及可视化技术在导向钻进轨迹设计上的合理运用,不仅让轨迹设计更直观、快捷、合理,为非开挖导向孔轨迹的优化设计提供了全新的设计理念和操作平台,而且对非开挖铺管工程的规划、施工、管理、验收、资料存储等环节都具有一定的科学意义。
冯兴法[10]（2008）在《定/导向钻进施工中的地下管线损伤预防措施及技术研究》文中研究指明近十年来,非开挖定/导向钻进技术用于敷设城市地下管线在我国得到了极大的推广应用。但这并不意味着我们的每一次施工都能够顺利完成,主观因素和客观原因共同主宰着施工的成败。目前,对定/导向钻进施工技术的研究主要集中在具体的施工工艺、设备以及泥浆配制等领域,而对定/导向钻进施工过程中地下管线损伤预防措施的研究还存在不足,本文是以城市管线敷设相关规范为依据,以非开挖水平定/导向钻进技术原理为出发点,以作者亲身经历的实践为基础,对非开挖定/导向钻进施工中地下管线损伤进行相关研究。首先,本文对城市中地下管线进行分类,依据管线施工安全距离以及管线敷设的影响因素分析水平定/导向钻进技术的施工环境,并在此基础上指出非开挖项目的勘察、探测要点。其次,从钻孔轨迹设计的一般原理入手,描述钻孔轨迹设计的基本参数,谈及定/导向轨迹设计的主要内容,对导向钻头导向角进行了优化计算,同时也对扩孔工序中扩孔直径进行了优化设计。根据已有管线和在建管线不同特点和施工环境影响程度,谈及地下管线损伤的预防措施以及相关的应用技术。最后,结合成功案例,强调按照施工工序进行科学施工的重要性。
二、有地下障碍物的非开挖导向钻进钻孔轨迹优化设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、有地下障碍物的非开挖导向钻进钻孔轨迹优化设计（论文提纲范文）
（1）软弱土层穿越的稳壁防偏钻井液技术研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 穿越轨迹控制技术发展现状 |
| 1.2.2 封堵及抑制型钻井液研究现状 |
| 1.3 研究目标、研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究方法与技术路线 |
| 试验区土层物理力学特性研究 |
| 2.1 工程地质条件 |
| 2.2 物质组成 |
| 2.2.1 矿物成分 |
| 2.2.2 化学成分 |
| 2.3 基本物理性质 |
| 2.3.1 密度与比重 |
| 2.3.2 含水率与液塑限 |
| 2.4 单轴压缩试验 |
| 2.4.1 试验方法 |
| 2.4.2 单轴应力应变分析 |
| 2.5 一维固结蠕变试验 |
| 2.5.1 应变随时间变化规律 |
| 2.5.2 应力与应变的关系 |
| 2.5.3 孔隙比随时间变化规律 |
| 2.6 三轴剪切蠕变试验 |
| 2.6.1 应变随时间变化规律 |
| 2.6.2 应力与应变关系 |
| 2.6.3 孔压随时间变化规律 |
| 2.7 小结 |
| 软弱土层孔壁失稳与钻孔致偏机理分析 |
| 3.1 软弱土层孔壁失稳与钻孔致偏因素分析 |
| 3.1.1 地质因素 |
| 3.1.2 技术因素 |
| 3.1.3 钻井液因素 |
| 3.2 钻井液侵入地层失稳破坏特征 |
| 3.2.1 软弱蠕变密闭地层的破坏特征 |
| 3.2.2 渗透地层的破坏特征 |
| 3.2.3 漏失性地层的破坏特征 |
| 3.3 钻进轨迹致偏机理分析 |
| 3.3.1 钻进轨迹控制机理 |
| 3.3.2 钻孔造斜强度模型 |
| 3.4 小结 |
| 遏制土层孔壁渗漏的作用机理与材料优选 |
| 4.1 封堵技术的作用机理 |
| 4.2 封堵材料的评价方法 |
| 4.2.1 滤失量试验 |
| 4.2.2 高压渗透失水试验 |
| 4.2.3 堵漏试验 |
| 4.3 封堵材料的优选及效果评价 |
| 4.3.1 颗粒状堵漏材料优选与评价 |
| 4.3.2 片状堵漏材料优选与评价 |
| 4.3.3 纤维状堵漏材料优选与评价 |
| 4.3.4 纳米材料优选与评价 |
| 4.4 封堵材料的复配效果评价 |
| 4.5 小结 |
| 抑制土层水敏软化的作用机理与材料优选 |
| 5.1 粘土矿物水化膨胀机理 |
| 5.2 抑制剂的评价方法 |
| 5.2.1 滚动回收试验 |
| 5.2.2 膨胀量试验 |
| 5.3 钻井液常规抑制剂优选 |
| 5.3.1 常规抑制剂单剂遴选 |
| 5.3.2 常规抑制剂复配评价 |
| 5.4 表面活性剂对土层抑制性的影响 |
| 5.4.1 表面活性剂的特性和润湿机理 |
| 5.4.2 表面活性剂的评价方法 |
| 5.4.3 表面活性剂的优选与评价 |
| 5.5 小结 |
| 稳壁防偏型钻井液体系优配与评价 |
| 6.1 钻井液造浆粘土优选 |
| 6.1.1 粘土矿物分类及性能 |
| 6.1.2 膨润土加量优选 |
| 6.2 钻井液降滤失剂优选 |
| 6.2.1 降滤失剂单剂遴选 |
| 6.2.2 降滤失剂复配优化 |
| 6.3 稳定孔壁钻井液体系评价 |
| 6.3.1 抑制性能评价 |
| 6.3.2 抗盐性能评价 |
| 6.3.3 抗钙性能评价 |
| 6.3.4 抗污染性能评价 |
| 6.3.5 水活度及润滑性评价 |
| 6.3.6 温度稳定性评价 |
| 6.4 稳壁防偏钻井液体系现场应用 |
| 6.4.1 穿越工程概况 |
| 6.4.2 钻井液技术现场应用 |
| 6.4.3 应用效果评价 |
| 6.5 小结 |
| 结论与展望 |
| 7.1 结论与创新点 |
| 7.1.1 结论 |
| 7.1.2 创新点 |
| 7.2 进一步研究思路 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）导向钻进技术在排污管道敷设中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 工艺原理、研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 工艺原理 |
| 1.3.2 研究内容及技术路线 |
| 2 导向钻进推广现状及必要性分析 |
| 2.1 我国常见排污管道敷设技术利弊分析 |
| 2.2 导向钻进发展现状分析 |
| 2.2.1 国外导向钻进推广的经验与启示 |
| 2.2.2 我国导向钻进发展现状 |
| 2.3 导向钻进推广的必要性分析 |
| 2.3.1 技术必要性分析 |
| 2.3.2 经济必要性分析 |
| 3 导向钻进工艺的技术及经济特点研究 |
| 3.1 导向钻进敷设技术在排污管道敷设中应用的可行性分析 |
| 3.2 排污管道导向钻进敷设施工工艺 |
| 3.2.1 施工工艺流程 |
| 3.2.2 施工技术特点 |
| 3.3 与传统工艺对比分析 |
| 3.3.1 工艺流程对比分析 |
| 3.3.2 机械设备及劳动力对比分析 |
| 3.4 导向钻进技术经济合理性分析 |
| 3.4.1 导向钻进技术的经济性特点 |
| 3.4.2 导向钻进技术与传统常规技术各阶段成本对比分析 |
| 3.4.3 总成本对比分析 |
| 4 排污管道导向钻进轨迹设计与控制技术研究 |
| 4.1 导向钻进轨迹设计技术研究 |
| 4.1.1 导向钻进轨迹设计概述 |
| 4.1.2 导向钻头力学分析 |
| 4.1.3 导向钻进钻孔轨迹设计的原则和内容 |
| 4.2 导向钻进轨迹控制技术研究 |
| 4.2.1 导向钻进轨迹控制技术研究概述 |
| 4.2.2 钻进轨迹监测及控制原则 |
| 4.2.3 监测原理及各功能实现方法 |
| 5 排污管道导向钻进管材选用与敷设技术研究 |
| 5.1 排污管道导向钻进管材选用 |
| 5.1.1 管材选用要求 |
| 5.1.2 管材对比分析 |
| 5.1.3 管材选用结论 |
| 5.2 排污管道回拉式铺管技术 |
| 5.2.1 研究目的 |
| 5.2.2 计算原理 |
| 5.2.3 铺管阻力力学模型建立与分析 |
| 5.2.4 回拉阻力计算 |
| 6 排污管道导向钻进敷设技术的质量技术控制研究 |
| 6.1 技术控制要点 |
| 6.1.1 工程勘察 |
| 6.1.2 工作井及出入土坑施工 |
| 6.1.3 钻机就位与钻头选择 |
| 6.1.4 泥浆制备及标准 |
| 6.1.5 导向钻进与监测控制 |
| 6.1.6 分级扩孔与回拉就位 |
| 6.2 管道连接质量控制要点 |
| 7 排污管道导向钻进推广应用与工程实例分析 |
| 7.1 排污管道导向钻进推广应用概述 |
| 7.2 工程实例应用 |
| 7.3 工程效益分析 |
| 8 结论与建议 |
| 8.1 本文主要结论 |
| 8.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）水平定向钻进扩孔器结构设计方法及新产品设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题依据及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 水平定向钻进技术综述 |
| 2.1 水平定向钻进技术的历史 |
| 2.2 水平定向钻进技术施工工艺及流程 |
| 2.2.1 水平定向钻进技术施工工艺 |
| 2.2.2 水平定向钻进技术施工工艺流程 |
| 2.3 设备及仪器 |
| 2.3.1 水平定向钻机 |
| 2.3.2 定向钻具 |
| 2.3.3 扩孔钻具 |
| 2.3.4 钻杆 |
| 2.3.5 分动器 |
| 2.3.6 导向仪 |
| 2.4 钻孔几何参数选取 |
| 2.4.1 钻孔基本参数 |
| 2.4.2 钻孔其他参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 水平定向钻进扩孔器设计基本理论 |
| 3.1 典型扩孔钻具功能及结构特点分析 |
| 3.1.1 翼状扩孔钻头 |
| 3.1.2 带腰笼的翼状扩孔钻头 |
| 3.1.3 螺旋形扩孔钻头 |
| 3.1.4 凹槽状扩孔器 |
| 3.1.5 牙轮式扩孔钻头 |
| 3.1.6 环刀型扩孔钻头 |
| 3.1.7 双向纺锤形扩孔钻头 |
| 3.1.8 粗径钻具形扩孔钻头 |
| 3.2 扩孔钻头结构要素 |
| 3.2.1 钻头体 |
| 3.2.2 切削具出刃及刃角 |
| 3.2.3 切削具镶焊角度 |
| 3.2.4 切削具的选取及布置原则 |
| 3.3 硬质合金钻具碎岩原理 |
| 3.4 地层适应性评价 |
| 3.4.1 岩土的坚硬程度 |
| 3.4.2 岩土的完整程度 |
| 3.4.3 岩土的研磨性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 水平定向钻进新型扩孔器设计 |
| 4.1 切削扩孔原理 |
| 4.2 水平定向钻进扩孔钻头受力分析 |
| 4.3 挤压护孔原理 |
| 4.3.1 岩土的基本性质 |
| 4.3.2 挤压护孔弹塑性问题基本理论 |
| 4.3.3 挤压成孔方法的适用范围 |
| 4.4 水平定向钻进扩孔器结构设计方案 |
| 4.4.1 水平定向钻进铺管扩孔器结构设计总体思路 |
| 4.4.2 KJ150/600 型扩孔器设计设计方案 |
| 4.4.3 扩孔钻具主要参数设计方法 |
| 4.4.4 扩孔钻具水口布置 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 扩孔器级配和扩孔减阻分析 |
| 5.1 水平定向钻进扩孔器级配分析 |
| 5.2 扩孔减阻措施分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（5）非开挖导向钻进轨迹的设计原则与控制方法（论文提纲范文）
| 1 概述 |
| 2 做好准备工作 |
| 3 导向孔设计 |
| 3.1 导向孔埋深 |
| 3.2 出入土角 |
| 3.3 弯曲半径 |
| 4 轨迹控制 |
| 5 结语 |
（7）岩层中定向钻进非开挖铺设地下管线的研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文选题 |
| 1.2 选题背景及研究意义 |
| 1.2.1 选题背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外非开挖技术研究发展情况 |
| 1.3.2 国外岩石定向钻进非开挖技术研究现状 |
| 1.3.3 国内非开挖技术研究现状 |
| 1.3.4 国内岩石定向钻进非开挖铺管技术研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 导向轨迹设计研究 |
| 2.1 钻孔空间位置 |
| 2.1.1 钻孔轨迹基本参数 |
| 2.1.2 钻孔轨迹形式 |
| 2.2 钻孔轨迹设计方法 |
| 2.2.1 轨迹设计基本原则 |
| 2.2.2 轨迹设计主要内容 |
| 2.3 孔身轨迹设计方法 |
| 2.3.1 曲线段弯强确定 |
| 2.3.2 二维轨迹设计 |
| 3 导向孔钻进研究 |
| 3.1 导向孔钻进方法 |
| 3.1.1 钻进方法分类 |
| 3.1.2 钻进方法选择 |
| 3.2 潜孔锤钻进方法 |
| 3.2.1 气动潜孔锤钻进特点 |
| 3.2.2 气动潜孔锤工作状态 |
| 3.3 导向钻进方法选择 |
| 3.3.1 导向孔钻进方法 |
| 4 扩孔施工及管道回拉 |
| 4.1 扩孔施工 |
| 4.1.1 扩孔的基本方法 |
| 4.1.2 扩孔钻头类型 |
| 4.1.3 回扩钻头尺寸 |
| 4.1.4 回扩钻进施工工艺参数 |
| 4.2 管道回拉力计算 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 计算方程 |
| 5 孔内岩屑清除 |
| 5.1 清渣方法概述 |
| 5.2 常规清渣方法研究 |
| 5.2.1 常规清渣方法模型建立 |
| 5.2.2 常规清渣所需泵量计算 |
| 5.3 反循环清渣工艺的提出 |
| 5.3.1 反循环模型建立 |
| 5.3.2 反循环清渣理论计算 |
| 6 工程应用 |
| 6.1 施工工程概况 |
| 6.2 导向轨迹设计 |
| 6.3 导向孔施工 |
| 6.3.1 施工设备构成 |
| 6.3.2 钻机选择 |
| 6.3.3 钻具及设备的配置 |
| 6.3.4 回拉力计算 |
| 6.3.5 导向孔钻进 |
| 6.4 扩孔施工 |
| 6.5 清渣施工 |
| 6.6 管道回拉 |
| 7 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（8）岩层水平定向钻进铺管施工工艺的试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文选题 |
| 1.2 选题背景及研究意义 |
| 1.2.1 选题背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外水平定向钻进铺管技术研究发展情况 |
| 1.3.2 国外岩层水平定向钻进铺管施工工艺研究现状 |
| 1.3.3 国内水平定向钻进铺管研究现状 |
| 1.3.4 国内岩层水平定向钻进铺管施工工艺研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 导向轨迹设计研究 |
| 2.1 钻孔空间位置 |
| 2.1.1 钻孔轨迹基本参数 |
| 2.1.2 钻孔轨迹形式 |
| 2.2 钻孔轨迹设计方法 |
| 2.2.1 轨迹设计基本原则 |
| 2.2.2 轨迹设计主要内容 |
| 2.3 孔身轨迹设计方法 |
| 2.3.1 孔身轨迹弯强计算[58] |
| 2.3.2 极限弯强的确定 |
| 2.3.3 入射角和出口角的确定 |
| 2.3.4 垂直平面内孔身轨迹设计 |
| 3 导向孔钻进研究 |
| 3.1 气动潜孔锤钻进技术 |
| 3.1.1 气动潜孔锤钻进概况 |
| 3.1.2 气动潜孔锤钻进工作原理 |
| 3.1.3 影响冲击回转碎岩效果的因素 |
| 3.1.4 气动潜孔锤在水平定向钻进铺管中工作状态分析 |
| 3.2 导向钻进方法及力学分析 |
| 3.2.1 导向孔钻进方法 |
| 3.2.2 导向钻头与岩石动力学模型 |
| 3.2.2.1 钻头－岩石结构动力方程 |
| 3.2.2.2 导向钻头与岩石结构有限元模型 |
| 4 扩孔施工及管道回拉 |
| 4.1 扩孔施工 |
| 4.1.1 扩孔的基本方法 |
| 4.1.2 扩孔钻头类型 |
| 4.1.3 回扩钻头尺寸 |
| 4.1.4 回扩钻进施工工艺参数 |
| 4.2 管道回拉 |
| 4.2.1 回拉力计算 |
| 4.2.1.1 模型建立 |
| 4.2.1.2 孔外管道回拉力 |
| 4.2.1.3 孔内各段管道拉力 |
| 4.2.1.4 钻进液摩阻力 |
| 4.2.1.5 拐点处回拖力 |
| 4.2.1.6 总回拉力 |
| 4.2.2 钻孔实际轨迹模型 |
| 4.2.3 管道实际轨迹模型 |
| 5 反循环清渣工艺 |
| 5.1 清渣方法概述 |
| 5.1.1 常规清渣工艺 |
| 5.1.2 常规清渣工艺所需泵量计算 |
| 5.1.3 提高常规清渣工艺清渣效果的方法 |
| 5.1.4 反循环清渣工艺的提出 |
| 5.1.5 反循环清渣工艺所需泵量初步计算 |
| 5.2 反循环清渣工艺的理论研究 |
| 5.2.1 两相流理论模型 |
| 5.2.2 液固两相流动力学理论 |
| 5.2.3 液固两相垂直管流 |
| 5.3 钻井液的计算机数值模拟 |
| 5.3.1 流体模型计算软件—Fluent |
| 5.3.2 钻杆出口处流体模型计算结果 |
| 5.3.3 正循环与反循环模型计算结果分析 |
| 6 工程实例 |
| 6.1 导向轨迹设计 |
| 6.2 施工设备选择 |
| 6.2.1 设备基本构成 |
| 6.2.2 导向铺管钻机选择 |
| 6.2.3 钻具及设备的配置 |
| 6.3 回拉力计算 |
| 6.4 导向孔钻进 |
| 6.5 扩孔施工 |
| 6.6 岩屑清理 |
| 6.7 管道回拉 |
| 7 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 博士学习期间发表的学术论文 |
| 博士学习期间负责完成的项目 |
（9）非开挖导向钻进轨迹三维优化设计研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 非开挖与导向钻进技术概述 |
| 1.1.1 非开挖技术概况 |
| 1.1.2 导向钻进施工的基本原理 |
| 1.2 导向孔轨迹设计现状及存在问题 |
| 1.2.1 导向孔轨迹设计现状 |
| 1.2.2 存在的问题 |
| 1.3 课题的研究背景、内容及意义 |
| 第二章 导向强度理论初步研究 |
| 2.1 导向钻头受力分析与导向强度基本方程 |
| 2.1.1 顶进中导向钻头的受力分析 |
| 2.1.2 导向强度基本方程 |
| 2.2 导向强度的近似解析计算 |
| 2.2.1 斜掌面作用力N_2的确定 |
| 2.2.2 钻头体顶侧等效合力F_t(G_s)与等效作用力臂l_t(G_s)的确定 |
| 2.2.3 钻杆反弯矩M_r(G_s)的确定 |
| 2.2.4 导向强度的近似解析计算示例与分析 |
| 2.3 导向强度室内模拟试验与分析 |
| 2.3.1 试验装置的设计 |
| 2.3.2 试验原理与方法 |
| 2.3.3 试验数据处理与分析 |
| 第三章 导向孔轨迹三维优化设计理论 |
| 3.1 导向孔轨迹空间几何参数与设计要求 |
| 3.1.1 钻孔轨迹空间几何参数 |
| 3.1.2 导向孔轨迹设计原则与要求 |
| 3.2 导向强度设计值的合理确定 |
| 3.2.1 导向强度设计值G_(sd)的确定 |
| 3.2.2 钻杆安全工作的钻孔极限弯曲强度i_(rs) |
| 3.2.3 管道安全工作的钻孔极限弯曲强度i_(ps) |
| 3.2.4 检验仪器等刚性柱体通过管道的钻孔极限弯曲强度i_(cp) |
| 3.3 导向孔轨迹的三维仿真模拟设计 |
| 3.3.1 回转保直钻进轨迹计算模型 |
| 3.3.2 顶进造斜钻进轨迹计算模型 |
| 3.4 导向孔轨迹智能辅助设计 |
| 3.4.1 标准二维轨迹形式的智能设计方法 |
| 3.4.2 复杂轨迹形式的控制点智能设计 |
| 第四章 导向孔轨迹三维可视化设计软件的开发 |
| 4.1 三维可视化理论与OpenGL |
| 4.1.1 三维可视化概论 |
| 4.1.2 OpenGL简介 |
| 4.2 导向孔轨迹三维可视化与程序设计 |
| 4.2.1 三维量化施工环境模型 |
| 4.2.2 程序模块设计 |
| 4.2.3 程序基本流程设计 |
| 4.2.4 三维模型显示及操作程序设计 |
| 4.2.5 轨迹可视化数据结构设计 |
| 4.3 软件的特点与功能 |
| 4.3.1 软件名称及版本 |
| 4.3.2 软件依据的规范 |
| 4.3.3 软件的特点 |
| 4.3.4 软件功能综述 |
| 4.4 工程应用实例 |
| 4.4.1 工程概况 |
| 4.4.2 建立设计环境 |
| 4.4.3 设计导向孔轨迹 |
| 4.4.4 轨迹数据、施工指导方案及图纸输出 |
| 4.4.5 实际施工轨迹与设计轨迹对比 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 继续研究思路 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）定/导向钻进施工中的地下管线损伤预防措施及技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 非开挖技术的综合概述 |
| 1.1.1 非开挖技术的概念与分类 |
| 1.1.2 非开挖定/导向钻进铺管技术的优势和应用 |
| 1.1.3 非开挖定/导向钻进施工方法的发展进程 |
| 1.1.4 非开挖技术的应用前景 |
| 1.2 非开挖定/导向钻进施工中地下管线损伤预防研究现状 |
| 1.3 本文的研究意义与研究内容 |
| 1.3.1 本文的研究意义 |
| 1.3.2 本文的研究内容 |
| 1.4 本文所做的工作 |
| 第二章 定/导向钻进技术的施工环境及前期勘测要点分析 |
| 2.1 地下管线分类及场地分类 |
| 2.1.1 地下管线分类 |
| 2.1.2 地下管线场地分类 |
| 2.1.3 管线敷设方式的影响因素 |
| 2.2 地下管线的安全范围 |
| 2.2.1 管道铺设最小净距 |
| 2.2.2 地下管道距建筑物，构筑物最小净距 |
| 2.2.3 通信管道和其它地下管道及建筑物间的最小净距 |
| 2.2.4 管线探测仪的性能参数 |
| 2.3 地下管线施工前的工程勘察 |
| 2.3.1 勘察前需掌握的资料 |
| 2.3.2 勘察的主要内容和要求 |
| 2.3.3 取样和测试要求 |
| 2.4 地下管线的探测 |
| 2.4.1 管线探测的内容和技术要求 |
| 2.4.2 管线探测的方法 |
| 2.4.3 管线探测的工作程序 |
| 2.4.4 探测工作的质量检查 |
| 第三章 地下管线损伤预防的首要措施—科学合理钻孔轨迹的设计 |
| 3.1 钻孔轨迹设计的一般原则及参数选取 |
| 3.1.1 钻孔轨迹设计的一般原则 |
| 3.1.2 描述钻孔轨迹的基本参数 |
| 3.2 钻孔轨迹设计的内容及轨迹形状的描述方法 |
| 3.2.1 导向轨迹设计的主要内容 |
| 3.2.2 导向轨迹形状的描述方法 |
| 3.3 导向轨迹设计及穿越地层的合理选择 |
| 3.3.1 导向轨迹设计方法 |
| 3.3.2 复杂地层条件下导向钻头导向角优化计算 |
| 3.3.3 实际孔身轨迹的计算 |
| 3.3.4 设计轨迹与穿越地层的合理选择 |
| 第四章 定/导向钻进施工中的地下管线损伤预防措施及技术研究 |
| 4.1 定/导向钻进施工对已有管线损伤的预防措施及技术研究 |
| 4.1.1 地下管线探测 |
| 4.1.2 锚固钻机与过度调控 |
| 4.1.3 接收信号减弱 |
| 4.1.4 偏斜 |
| 4.1.5 钻杆弯曲 |
| 4.1.6 钻孔找直 |
| 4.1.7 钻头下沉 |
| 4.1.8 最终钻孔与现有管线的间距—扩孔问题 |
| 4.2 定/导向钻进施工对在建管线损伤的预防措施及技术研究 |
| 4.2.1 导向钻头的选择 |
| 4.2.2 扩孔钻头的选用 |
| 4.2.3 扩孔直径的优化设计 |
| 4.2.4 预扩孔的偏移和波浪的处理 |
| 4.2.5 钻机选择与拖管阻力 |
| 4.2.6 避免液压锁 |
| 4.2.7 孔壁稳定与清孔处理 |
| 4.2.8 铺管后间隙的充填 |
| 第五章 工程应用实例 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.1.1 工程地质条件 |
| 5.1.2 编制依据 |
| 5.1.3 施工场地环境条件 |
| 5.2 施工方案的选择及钻机配备 |
| 5.2.1 工程特点分析 |
| 5.2.2 钻孔轨迹的设计 |
| 5.2.3 设备选择 |
| 5.3 施工程序 |
| 5.3.1 施工前的准备工作 |
| 5.3.2 已有管线及建/构筑物的保护措施 |
| 5.3.3 导向钻头的选择及导向孔施工 |
| 5.3.4 回扩孔施工 |
| 5.3.5 拖管工艺 |
| 5.3.6 管线的质量检查 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间参加的主要社会活动及科研成果 |
四、有地下障碍物的非开挖导向钻进钻孔轨迹优化设计（论文参考文献）
- [1]软弱土层穿越的稳壁防偏钻井液技术研究[D]. 邹玉亮. 中国地质大学, 2021(02)
- [2]导向钻进技术在排污管道敷设中的应用研究[D]. 符海安. 西安建筑科技大学, 2013(08)
- [3]水平定向钻进扩孔器结构设计方法及新产品设计[D]. 揣东明. 成都理工大学, 2011(04)
- [4]非开挖三维轨迹设计软件的应用与优化[A]. 贺仁钧,乌效鸣,陶扬. 2011年非开挖技术会议论文集, 2011(总第7期)
- [5]非开挖导向钻进轨迹的设计原则与控制方法[J]. 郝世龙. 山西建筑, 2010(21)
- [6]悬链线法在水平定向钻轨迹设计中的应用探究[A]. 杨先亢,兰海涛,遆仲森,马保松. 2010年非开挖技术会议论文集, 2010(总第1期)
- [7]岩层中定向钻进非开挖铺设地下管线的研究及应用[D]. 陈中浙. 中国地质大学（北京）, 2009(08)
- [8]岩层水平定向钻进铺管施工工艺的试验研究[D]. 刘强. 中国地质大学（北京）, 2009(08)
- [9]非开挖导向钻进轨迹三维优化设计研究[D]. 钮洪亮. 中国地质大学, 2008(10)
- [10]定/导向钻进施工中的地下管线损伤预防措施及技术研究[D]. 冯兴法. 中南大学, 2008(12)