長距離水平定向鉆回拖力的預測及分析

單彬彬 曹守金 李明

1.中國市政工程中南設計研究總院有限公司 武漢430000

2.中國建筑一局（集團）有限公司 北京100000

引言

水平定向鉆進技術廣泛應用于石油天然氣、電力、通信、給水、排水、煤氣、熱力等地下管線的鋪設，以其對環境、城市交通的最小影響和危害，及其效率和成本等優勢，日益受到人們的重視，取得了很好的社會效益和經濟效益［1］。

管道回拖是水平定向鉆進技術中重要的一環，回拖力預測可為穿越工程設計、鉆機型號選擇、管道在施工中的穩定性評價、回拖減阻工藝制定等關鍵環節提供依據，受到大量學者的關注［2－6］。

現有規范中盡管給出了回拖力的計算公式，但參數取值范圍較大，公式預測值與實測值有很大偏差，原因之一是未充分考慮回拖力的組成。本文在總結已有研究成果的基礎上，充分考慮回拖力的組成，提出新的回拖力計算公式，并用實際工程案例進行驗證。

1 回拖力計算

現有規范或規程中回拖力的計算公式大致可分為三類，一是適用于鋼管管材，二是適用于聚乙烯管材，三是未作明確適用于何種管材，分類見表1。

表1 回拖力預測公式分類Tab.1 Classification of Drag Force prediction formula

本文選取4 個國內外權威機構或國家標準所提供的回拖力計算方法，并以實際工程的統計數據為基礎，將計算結果與實際所測回拖力進行比較分析，供工程設計人員參考。

1.1 CECS382：2014

當敷設管道為鋼管時，回拖力按下式計算：

式中：L為穿越長度，m；D為管道內徑，m；t為管道壁厚，m；D1為管道外徑，m；fh為鋼管與孔壁之間摩擦系數，0.1～0.3；……