岩石水平定向钻工程

　　第1章介绍了水平定向钻的工艺流程、岩石水平定向钻研究现状以及钻进过程中的难点；第2章介绍了岩石水平定向钻设计施工过程中有关的岩石力学方面的基础知识，包括岩石与结构面力学性质、以及岩体工程分级；第3章介绍了水平定向钻前期的勘察工作以及钻进轨迹设计；第4章介绍了岩石中水平定向钻进成孔的导向钻进工艺与导向原理、扩孔工艺及扭矩和级差计算，并提出了不良地质条件处理方法；第5章分析了管道回拖过程中的受阻因素，在此基础上介绍了管道回拖力计算方法，并提出了减少管道回拖阻力措施；第6章介绍了钻井液的基本性能、岩石地层钻井液、钻井液的设计与配制以及钻井液循环利用和废弃物处理；第7章介绍了水平定向钻孔环空泥浆体系、岩屑的沉降速度、钻井液流动方向、层流携带岩屑原理与决策模型，此外还介绍了清孔必要性及措施；第8章分析了水平定向钻进过程中发生冒浆的原因、不同地层冒浆机理，并计算了泥浆极限压力，提出了防治冒浆的措施；第9章分析了岩石水平定向钻孔壁失稳原因、影响孔壁稳定性的因素，并对孔壁进行了受力分析，提出了维护孔壁稳定的措施；第10章介绍了水平定向钻进用于岩土工程勘察取芯钻探的优势、必要性、可行性以及应用实例。本书系统全面地介绍了岩石水平定向钻技术，既可提供给开展水平定向钻工作的从业者和研究人员参考借鉴，也可作为大专院校非开挖课程的参考教材。

　　舒彪男，湖南双峰人，博士，中南大学副教授，美国土木工程师学会：ASCE）会刊Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice（《管道系统工程与耍践》，SCI检索）副主编。本科及硕士毕业于中国地质大学（武汉）地质工程专业，硕士师从马保松教授。硕士毕业后获美国高校全额奖学金出国攻读博士学立，博士毕业于美国亚利桑那大学（university of Arizona）采矿与地质工程系，获博上学位（PhD）。主要感兴趣的研究方向为隧道与地下空间工程，岩石力学。主持国家自然科学基金面上项目、青年项目、中国博士后科学基金特别资助项目租面上项目等科研项目。获得2019年全国100名“中国博士后科学基金资助者选介”人选者；两次获得Tunnelling and Llnderground Space Technology杰出审稿人。近十多年来，一直从事非开挖技术，特别是水平定向钻技术的研究，发表权威SCI论文十多篇，在水平定向钻泥浆压力计算、钻屑运移、泥浆泄漏、地面塌陷等方面有较深入的创新性研究。

第1章 绪论
1.1 水平定向钻简介
1.1.1 前期设计与准备
1.1.2 导向孔施工
1.1.3 扩孔
1.1.4 管道回拖
1.1.5 现场整理
1.2 岩石水平定向钻的发展及前景
1.2.1 应用
1.2.2 .工工艺
1.2.3 应用前景
1.3 岩石水平定向钻难点
1.3.1 地层条件
1.3.2 施工工艺
第2章 岩石力学简介
2.1 岩石和结构面的分类
2.1.1 岩石的分类
2.1.2 结构面分类
2.2 岩石和结构面的力学性质
2.2.1 岩石的强度
2.2.2 结构面的强度
2.2.3 岩石的其他力学性质
2.3 岩体的工程分级
2.3.1 工程岩体单因素分类
2.3.2 工程岩体多因素综合分类
第3章 岩土工程勘察和轨迹设计
3.1 岩土工程勘察
3.1.1 工程勘察的内容
3.1.2 工程勘察的方法
3.2 钻进轨迹设计
3.2.1 轨迹设计的原则
3.2.2 轨迹设计方法
3.2.3 在某些点受到限制时的设计方案一
第4章 成孔和扩孔
4.1 导向孔的钻进
4.1.1 导向钻进方式
4.1.2 导向系统
4.2 岩层中的扩孔技术
4.2.1 岩层扩孔钻进方法
4.2.2 终孔直径
4.2.3 岩层扩孔扭矩计算
4.2.4 扩孔级差设计
4.2.5 岩层扩孔钻头
4.3 不良地质条件处理
第5章 管道回拖
5.1 管道回拖的影响因素
5.1.1 管土摩擦力
5.1.2 绞盘效应
5.1.3 弯曲效应
5.1.4 流体阻力
5.1.5 管端阻力
5.1.6 工程问题
5.2 管道回拖力计舞
5.2 .矿刚性管道计算方法
5.2.2 绞盘计算法
5.2.3 油气输送管道穿越方法
5.2.4 给水排水管道工程方法
5.2.5 AGA方法
5.2.6 净浮力计算法
5.3 减少管道回拖阻力的措施
5.3.1 穿越轨迹设计
5.3.2 泥浆性能优化
5.3.3 管道发送技术
5.3.4 配重法
第6章 钻井液理论与技术
6.1 钻井液的性能参数
6.1.1 钻井液的流变性
6.1.2 流变参数及其调控原则
6.1.3 流变参数测量
6.2 岩层钻井液
6.3 钻井液的设计与配制
6.3.1 钻井液的一般设计方法
6.3.2 钻井液的配制
6.4 钻井液的循环利用和废物处理
6.4.1 泥浆的循环利用
6.4.2 废弃泥浆的处理
7.1.2 水平及大斜度油气井
7.1.3 水平定向钻钻屑携带机理研究的必要性
7.2 水平孔环空泥浆体系模型
7.2.1 环空混合泥浆
7.2.2 水平油气井环空泥浆模型
7.2.3 大口径水平定向钻孔环空泥浆模型
7.3 钻屑沉降速度与泥浆性能
7.3.1 钻屑沉降速度
7.3.2 泥浆的表观黏度
7.4 钻井液在孔内的流动
7.4.1 泥浆流动方向分析
7.4.2 影响泥浆返出的因素分析
7.5 层流携带钻屑原理及决策模型的建立
7.5.1 流态判别
7.5.2 紊流携带钻屑理论
7.5.3 层流携带钻屑理论
7.5.4 正向扩孔和单向返浆钻屑运移
7.5.5 决策模型
7.6 清孔
7.6.1 清孔必要性
7.6.2 清孔措施
第8章 地层冒浆
8.1 冒浆的原因分析
8.1.1 地质条件因素
8.1.2 其他原因
8.2 传统极限地层压力计算模型
8.3 裂隙岩体极限泥浆压力估算
8.4 低强度完整岩体中泥浆压力估算
8.5 防治冒浆的措施
8.5.1 施工参数控制
8.5.2 软弱地层的穿越
8.5.3 爷桥接堵漏
8.5.4 水泥堵漏
8.5.5 STP高失水固化堵漏剂
第9章 孔壁稳定性
9.1 孔壁失稳影响因素
9.1.1 地质因素
9.2.2 钻井液因素
9.2.3 钻进工艺因素
9.2 孔壁受力分析
9.2.1 水平定向钻孔力学模型
9.2.2 水平定向钻孔孔壁应力场
9.3 维护孔壁稳定措施
第10章 水平定向钻探勘察
10.1 水平定向钻探优势
10.2 水平定向钻探必要性
10.3 水平定向钻探可行性
10.4 水平定向钻探的应用
参考文献