Projektowanie trajektorii horyzontalnego przewiertu sterowanego

Abstract

Each year the number of new pipeline systems made for engineering and environmental purposes increases. Apart from classic construction methods (open linear trenches) there are more and more frequently applied trenchless technologies, e.g. push-through methods, microtunneling and various near-wellbore methods. Horizontal directional well drilling methods are frequently applied. The efficiency of this use of this technology is conditioned by the correctly designed and performed trajectory of the well's axis. The trajectory of a HDD well is a derivative of such factors as: geologic and hydrogeologic conditions, morphology, existing surface and underground infrastructure, as well as technical and technological feasibility. Basing on the assumed design data, a decision can be made as to the type of spatial trajectory of a HDD well. The paper presents principles of determining spatial coefficients of HDD well's trajectories for 2D and 3D spaces, worked out at the Faculty of Drilling, Oil and Gas, AGH-UST. Accordingly, profiles of drilling wells used in the engineering practice as well as mathematical bases for multivariant determining parameters characterizing rectilinear and curvilinear trajectories, were presented. The proposed methods are recommended to be used for engineering applications.

Rokrocznie wzrasta ilość nowo budowanych podziemnych instalacji rurowych, wykonywanych dla potrzeb inżynierii i ochrony środowiska. Oprócz klasycznych metod budowy (otwartych wykopów liniowych) coraz częściej wykorzystuje się technologie bezwykopowe takie jak: przeciski, mikrotunelowanie lub różne odmiany metod przewiertowych. Coraz częściej stosuje się horyzontalne przewierty sterowane. Skuteczność aplikacji tej technologii uwarunkowana jest poprawnością zaprojektowania i wykonania trajektorii otworu. Przebieg osi horyzontalnego przewiertu sterowanego jest pochodną takich czynników jak: warunki geologiczne i hydrogeologiczne, morfologiczne, istniejąca infrastruktura napowierzchniowa i podpowierzchniowa, oraz techniczne i technologiczne możliwości wykonania otworu. Na podstawie przyjętych danych projektowych podejmuje się decyzję o rodzaju przestrzennego przebiegu trajektorii horyzontalnego przewiertu sterowanego. Artykuł przedstawia, opracowane na Wydziale Wiertnictwa, Nafty Gazu AGH, zasady wyznaczania współrzędnych przestrzennych trajektorii horyzontalnego przewiertu sterowanego, projektowanej zarówno w przestrzeni dwu- jak i trójwymiarowej, Dla realizacji tego zagadnienia przedstawiono profile osi otworów wiertniczych, stosowane w praktyce inżynierskiej oraz podano podstawy matematyczne, umożliwiające wielowariantowe wyznaczanie wielkości charakteryzujących odcinki prosto- i krzywoliniowe projektowanych trajektorii. Proponowana metodyka powinna być stosowana w praktyce inżynierskiej.