“输气管道定向钻穿越技术仿真研究”是一项实际工程研究课题,目标是完成管道穿越河道技术的仿真研究。课题将通过ANSYS实体仿真的方法,分析输气管道穿越河道技术的力学性能,为管道穿越河道技术的设计提供重要的理论技术支持。本文首先阐述了定向钻穿越技术的特点、系统组成和施工工序,并对穿越曲线的设计和回拖载荷的计算进行了理论分析。其次分析了工程接触问题的原理及其有限元解法。给出了几种典型的接触有限元方程;同时还研究了有限元工程分析软件—ANSYS的接触模块,分析了其实体接触单元和面面接触的方法,总结了ANSYS实体接触仿真的步骤。再次利用ANSYS软件并结合APDL语言,建立了定向钻管道回拖的有限元仿真模型。在此基础上,完成了不同穿越曲率半径、不同入土角、不同出土角、不同管径和壁厚以及不同穿越岩层下,管道回拖的有限元仿真分析工作;总结了管道力学性能的变化规律。同时完成了管道自重下弯曲变形的理论分析,并对不同管长的管道进行了有限元仿真分析,得到了管道长度和自重弯曲半径之间的关系。最后根据管道的回拖力、管道应力、管道接触应力和管道接触压力的变化规律,按照给定的原则对定向钻穿越曲线的关键参数进行了优选取值。完成了定向钻穿越曲线的优选取值工作。