定向钻技术施工大管径管道穿越泥岩地层技术措施

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管道定向钻穿越施工工艺技术方案

管道定向钻穿越施工工艺技术方案

管道定向钻穿越施工工艺技术方案此次工程我方只负责穿越工程,不负责穿越管线预制、试压、通球等工作。

此次施工方案只编制穿越部分,为加快施工,确保工程按工期反复论证、计算、确定施工方案。

1 施工方法的选择:本工程为****市xx省道天然气管道穿越工程,根据设计要求、定向钻机性能及现场情况,决定采用DDW320定向钻机。

1.1 钻机主要性能参数DDW320定向钻机:DDW320机身长度 5.4m机向宽度 2.3m高度 2.0m重量9.2 t泥浆流量320L/min钻杆重量55kg发动机功率145kw行走速度3Km/h最大扭矩12KNm实际推进力32 t实际回拖力32 t钻杆长度3m钻杆外径73mm水压8Mpa1.2 钻机技术特点:A、设备机械化程度高,结构布局合理,整体性好。

B、结构简单易于操作。

C、钻机倾角可调,适应不同铺设管线设计深度和不同施工场地条件。

D、钻机具有足够的回拉力和较大的回转扭矩,满足反扩拉管要求。

E、易于随时监测钻进方向,调整孔底钻头,控制钻进轨迹。

F、及时监测钻进参数和地层变化。

2 施工方法特点:2.1 精确性。

拖管轨迹准确、精度高,满足设计要求。

2.2 方向可控性。

在整个施工过程中,随时可确定管线的位置及埋深,这是传统的顶管工艺所达不到的。

2.3 铺管速度快,施工周期短。

同样长度及管径的管线,施工时间是普通顶管线施工时间的1/5。

2.4 广泛的适应性。

适用于复杂的地质结构,如乱石、回填土等,适用于地下管网分布复杂的地段。

2.5 不阻碍交通,不污染环境,对路面及河道无损害。

2.6 铺管质量高,由于基本没有破坏原有土质结构,无须进行地下水防范和软土层的加固措施,避免了土壤沉降过程对管道的应力破坏。

2.7 具有较好的经济效益。

管径越大,埋深越深,周边环境越复杂,经济效益越明显。

3 施工工序及施工工艺:施工工序概括为:施工准备→设计钻进轨迹→测量放线→整修进场便道→三通一平→施工现场布置→设备进场→设备调试→试钻→工艺施工→设备撤场→恢复地貌→竣工验收。

定向钻穿越施工技术方案

定向钻穿越施工技术方案

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3. 施工工艺流程
设计交底及现场交桩 测量放线
便道修筑、场地平整及施工区域清理 夯管机进场、安装、调试 套管安装 钻机进场、安装、调试 预制作业带清理、 扫线 运布管 管道组对、焊接 焊缝无损检测 磁方位角测量
泥浆配制
试 钻
试压、清管
导向孔对钻
补口、补伤、检漏
预扩孔
发送沟开挖/发射座安装
管道与钻具连接
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2.2.2. 辅助钻机的主要参数
整机质量: 外型尺寸: 动力头最大理论推拉力: 系统设定最高工作压力: 液压系统最大流量: 钻杆直径: 钻杆最大长度: 动力头最大理论扭矩: 动力头最高转速: 动力头最高推拉速度: 主轴浮动距离: 最大泥浆通过量: 最高泥浆压力: 管钳最大夹持力: 管钳最大卸扣力: 履带最高行走速度: 工作允许环境温度: 工作允许环境湿度: 工作允许高程(海拨): 最大回扩孔径: 最大施工距离: 入土角度: 最大爬坡度: 约 40T 17500×3400×3300mm 2860KN(286 吨) 35 Mpa 1200L/min
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宽 1.1~1.8m。 一般设计车速 20km/h 时圆曲线 Rmin 为 30 米, 极限值为 15m。 6.1.1.4. 道路的等级为临时道路,路面不硬化。 6.1.2. 道路防护 为了防止路基塌陷与滑坡, 在路基高填方地段及路基不稳 定地段设置路肩式挡土墙, 高挖方地段及滑坡地段设置护面墙; 为了防止雨水对路基的冲刷, 在道路两侧的挖方地段设置排水 边沟。 6.1.3. 施工便道修筑 6.1.3.1. 修筑前,要将拟建便道的位置、宽度、长度、修筑方案等 报请业主或监理批准, 并征得有关主管部门 (例如土地、 公路、 水利等部门)的同意,办理有关手续。 6.1.3.2. 施工作业区与公路(伴行路)的连接通道应根据现场实际 情况确定, 报监理批准后实施。 连接通道应尽量利用现有道路、 平坦谷地等,以减少修筑工程量。 6.1.3.3. 施工便道应平坦并具有足够的承压强度,特殊地段(如需 要)以批准的专项施工方案为准。 6.1.3.4. 下路处,应采取堆填使施工便道与公路平缓接通,以不损 坏原有道路的路肩。与沟渠交叉时,要设置涵管。 6.1.3.5. 桥梁加固,利用现有道路作为施工便道,遇有需加固桥梁 时,采取加固措施,利用废旧钻杆、枕木、碎石等进行加固。 6.2. 施工作业带清理 6.2.1. 施工作业带清理原则 6.2.1.1. 施工作业带清理和平整应遵循保护农田、果林、植被及配 套设施,防止或减少水土流失的原则,尽量少占农田、树林和 少破坏地表植被和原状土。 通过灌溉、 排水渠时应采用预埋涵 管等过水设施,不能妨碍农业生产。

定向钻穿越施工的关键技术与措施

定向钻穿越施工的关键技术与措施

定向钻穿越施工的关键技术与措施摘要随着城市建设的不断发展,天然气的应用和使用越来越多地得到更多人的青睐,然而天然气产地与消费地的不一致性,使得用管道长距离输送天然气成了一个途径,然而在输送过程中不可避免地要经过包括铁路、河流、山地等障碍物。

因此,穿、跨越施工技术得到了广泛的应用。

那么如何确保施工顺利实施和施工质量呢?本文结合自己的施工过程,就定向钻穿越施工的关键技术与措施进行探讨。

关键词1 定向钻穿越施工的关键技术与措施1.1 导向孔的选择(如示意图)导向孔在钻进过程中偏离设计穿越曲线的原因:1)钻机就位方位与管线设计穿越方位有偏差。

2)受外部磁场的影响,计算机采集的数据非钻头的真实位置。

1.2 针对以上造成曲线偏移的原因,可以采取相应措施进行预防例如,在宝静大工程宝坻大白庄柏油路及灌溉渠DN800钢管定向钻穿越工程中,我们选择入土点安放钻机设备,钻地场地为60m×60m,泥浆池为20m×20m。

钻机场地中钻机基础做0.3m厚、20m长、30m宽的碎石或素混凝土垫层。

挖地锚坑:长 4.0m、宽 4.0m、深 1.7m,用C20素混凝土浇注;预留地锚空间(2.8m×1.8m×1.2m)。

这是根据管线穿越中心线计算出的钻机的位置,以保证钻机就位方位与设计管线中心线的重合。

除了钻机位置的影响,还要注意外部磁场的影响。

例如:在津晋高速B段穿越盐场施工中,我们首先在地面上标出强磁场地面信标(如下图)。

采用人工磁场,即在穿越中心线两侧布设的闭合线圈,这样所布线圈不受外部磁场的干扰,可以准确无误的将钻孔数据反映出来,当探头到达此闭合的线圈区域内,接通直流电源产生磁场,通过人工磁场可以测得穿越轴线的左右偏移和穿越标高。

由于人工磁场在地磁场受干扰的情况下可以提供准确的管线穿越方位角,在地磁场不受干扰的情况下可以校正控向方位角的正确性,从而能够很好的控制导向孔与设计穿越曲线偏移,并能保证穿越曲线的平滑性。

长距离、大口径钢管水平定向 钻穿越施工工法(2)

长距离、大口径钢管水平定向 钻穿越施工工法(2)

长距离、大口径钢管水平定向钻穿越施工工法长距离、大口径钢管水平定向钻穿越施工工法是一种用于在地下建设中进行隧道通道、输水管道等工程的施工方法。

本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。

一、前言长距离、大口径钢管水平定向钻穿越施工工法是一种先进的地下工程施工方法,它通过钢管进行水平定向钻孔,完成巨大跨度和大口径的工程建设。

二、工法特点该工法具有以下特点:节省施工时间和成本,减少对地表的破坏,适用于各类地质条件,施工过程可控性强,适用范围广,施工效率高。

三、适应范围该工法适用于建设隧道通道、地下输水管道等工程,在不同地质条件下都能发挥其优势。

四、工艺原理该工法主要利用水平定向钻穿越技术,通过钢管进行水平定向钻孔,克服地下阻力,实现施工的目标。

该工法采取多项技术措施,如导向装置、冲击钻头、钻斗等,以实现施工过程的可控性。

五、施工工艺该工法的施工过程包括勘察设计、设备安装、导向钻进、钻孔、钻杆安装、钻孔补偿、套筒安装、钢管铺设等各个阶段。

每一阶段都有具体的操作步骤和注意事项。

六、劳动组织施工过程需要合理的劳动组织安排,包括施工人员的分工、协调和指导,以确保施工进度和质量。

七、机具设备该工法需要使用导向钻具、钻杆、冲击钻头、钻斗、钢管铺设机等机具设备。

这些设备具有特殊的结构和功能,能够满足施工工艺的要求。

八、质量控制为了保证施工过程的质量,需要采取一系列质量控制措施,包括施工过程中的检测、监控和验收,以确保施工质量达到设计要求。

九、安全措施施工过程中需要注意安全事项,特别是对施工工法的安全要求。

需要采取必要的措施,如安全防护、员工培训、监测等,以降低施工中的危险因素。

十、经济技术分析根据实际工程经验和成本分析,可以对该工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析,以便进行评估和比较。

十一、工程实例通过介绍实际应用的工程案例,可以进一步验证该工法的可靠性和可行性,为读者提供工程实践的参考。

大口径管道定向钻穿越复杂地层的设计与施工

大口径管道定向钻穿越复杂地层的设计与施工

图 4 林头村抚河穿越东岸入土端管道布置图
4 设计与施工建议
理松软覆盖层。除此之外,在地质条件允许的情况下, 埋深满足设计规范要求时,应直接穿越覆盖层。
(3)穿越软硬交错地层时,应首先穿越硅管套管, 为主管对穿做准备。同时,可以在硅管套管内预留电 缆,为主管对接提供人工磁场。在夯击套管处理覆盖 层时,套管前端宜采用喇叭口形式,防止发生卷边以及 回拖过程中套管口卡住回拖管。若套管夯进较困难, 可以采用套管壁注浆、涂工业蜡减阻等方法,也可以同 时使用两台大吨位的夯管锤增加夯击力。
作者简介:陈周,助理工程师,1982 年生,2007 年毕业于河北工业
大学土木工程专业,现主要从事管道穿跨越工程的设计工作。 电话:0316-2074632;Email:cppechenzhou@
(上接第 32 页) 油气混输管道水力计算经验公式:
一定的指导意义。原油性质和含水率对单管通球工艺 的影响,尚需进一步深入研究。
(4)在大口径管道定向钻穿越施工过程中,扩孔、 修孔、洗孔、回拖应连续进行,间断时间不宜过长,在特 殊情况下,停止回拖时间不宜超过 4 h[1]。
(1)在大口径定向钻穿越设计中,对于上部为覆盖 层,下部为基岩的地质,若定向钻穿越轨迹通过基岩交 界面,无论覆盖层是否存在圆砾和卵石,都必须考虑对 上部覆盖层进行处理,并设计为对穿方案。
组将回拖管道拖出,至此按原设计方案回拖失败。
案。调整方案为:西岸(主钻机侧)入土角为 8°,首先开
2.2 第二次施工概况 首次回拖失败后,穿越公司决定按照顺气流方向
挖 5 m,而后夯进长 126 m、φ 1 524×26 的 L415MB 螺 旋缝埋弧焊钢管(图 3);东岸(辅助钻机侧)入土角为
向右平移 10 m 后重新穿越,入土角和出土角分别为 7°,首先开挖 7.4 m,而后夯进长 141 m、φ1 524×26 的

管线定向钻穿越施工方案

管线定向钻穿越施工方案

管线定向钻穿越施工方案管线定向钻穿越施工方案穿越施工时首先进行施工现场进场道路及施工场地的修筑与平整,随后在出土端的施工作业带内进行穿越管道的预制施工(完成组对、焊接、防腐、试压等)。

与此同时,将钻机、发电机组、控向系统、泥浆系统进行就位安装、连接调试。

设备安装调试完成后立即进行穿越施工。

穿越施工前将顶管机与钻机连接开始出、入土端钢套管的安装,套管安装采用“顶管法”。

然后经过6次的预扩孔和1次清孔后,钻机牵引已预制完成的管线开始回拖,直至管线钻出地面后,穿越施工完工。

1.1 定向钻穿越工艺流程1.2 设计交桩及测量放线施工前,与设计就穿越点位置进行仔细交桩,明确管道的穿越位置及控制坐标。

根据设计交桩与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线,确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。

1.3 进场道路及施工场地平整从施工场地附近的塘边路修筑一条130m×8m的施工便道进入土点施工现场,穿越入土点及修筑的施工便道均在鱼塘里,塘内需要进行抽水晾晒,并铺垫平整出50m×60m的施工场地,在场地附近需要开挖一个40m×40m×2m的泥浆池。

在出土点平整50m×60m的施工场地,并开挖30m×30m×2m 的泥浆池。

1.4 地锚基础的安装1.4.1入土点采用组合基础的方式来承受管道回拖时的最大回拖力,前面的基础采用钢管桩基础,共需打入16根钢管桩,使用槽钢及钢板,把钢管桩连接起来,使其成为一个整体。

在钢管桩基础拉后面埋设8个地锚。

示意图如下:钢管桩钻机基础地锚坑穿越方向15m基础连接部部1.4.2出土点采用组合基础的方式来锚固钻机,基础采用沉箱做基础,沿沉箱周围共需打入4根钢管桩,并把钢管桩和沉箱焊接连接起来,使其成为一个整体。

在沉箱基础拉前、后面各埋设2个地锚。

1.5钻机选取及配套设备就位1.5.1施工过程中先将钻机就位在穿越中心线位置上,钻机就位完成后,进行系统连接、试运转,保证设备正常工作。

定向钻施工方案

定向钻施工方案

定向钻施工方案一、项目概述本项目旨在通过定向钻技术,完成某市区新建供水管道的铺设工作。

管道总长度为500米,直径为600毫米,穿越地质主要为粘土层和砂层。

二、施工准备1. 施工前需进行详细的地质勘察,了解地下岩层结构、水位情况及现有管线分布。

2. 根据勘察结果选择合适的定向钻机型和配套设备。

3. 制定应急预案,包括遇到坚硬障碍物、地下水位突然变化等情况的处理措施。

4. 对施工人员进行安全培训,确保每位员工都了解操作规程和应急措施。

三、施工流程1. 钻孔起始点定位:根据设计图纸和现场实际情况,确定钻孔的起始位置,并进行标记。

2. 钻导向孔:使用定向钻机沿预定轨迹钻设导向孔,过程中实时监控钻头位置,确保轨迹精准。

3. 扩孔作业:完成导向孔后,更换钻头进行扩孔作业,直至达到预定的管道外径。

4. 拉管安装:将预制的管道连接至钻杆,通过扩好的孔道将其拉入到位。

5. 施工检测:管道安装完成后,进行压力测试和渗漏检测,确保管道安装质量。

6. 现场恢复:施工结束后,对施工区域进行清理,恢复地面原貌。

四、安全措施1. 施工现场设置明显的警示标志和隔离区,防止无关人员进入。

2. 施工期间,定期检查设备运行状态,及时发现并处理潜在的安全隐患。

3. 对于特殊地质条件下的施工,应采取加强措施,如增加支撑、调整钻进参数等。

4. 确保所有工作人员都配备必要的个人防护装备,如安全帽、安全鞋、反光背心等。

五、质量控制1. 施工过程中,严格按照施工规范和操作程序进行。

2. 对所有施工材料进行质量检验,不合格材料一律退回。

3. 施工过程中的每一个环节都要有详细的记录,便于后期的质量追溯。

4. 定期组织技术交流会,总结经验教训,不断提高施工质量。

六、环境保护1. 施工过程中,采取措施减少噪音和扬尘的产生。

2. 废弃物料要分类收集,按照环保要求进行处理。

3. 保护周边环境,避免施工活动对周围居民生活造成影响。

七、结语。

大口径管道水平定向钻穿越碎石粘土层施工技术

大口径管道水平定向钻穿越碎石粘土层施工技术

大口径管道水平定向钻穿越碎石粘土层施工技术作者:沈平吴云林来源:《科技资讯》 2013年第1期沈平吴云林(中石化管道储运公司工程公司江苏徐州 221008)摘要:文章概述了管道水平定向钻穿越碎石粘土层的特点,详细论述了东苕溪定向钻穿越碎石粘土层的地层状况、钻机选择、钻具组合、控向措施、泥浆控制、钻进工艺以及导向孔钻进、扩孔、回拖阶段的应急预案,通过具体实施,大口径管道首次成功采用水平定向钻技术穿越了碎石粘土层。

关键词:大口径管道定向钻穿越碎石粘土层中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(a)-0051-021 工程概况东苕溪穿越工程是川气东送管道工程建设的难点,也是整个川气东送管道建设的难点之一,该工程位于湖州南浔区,穿越地层复杂,主要以含粘性土碎石、全风化粉砂岩等组成。

其中碎石粘土层近500 m,是保障川气东送管道主线按期贯通的瓶颈工程。

该工程由华东管道工程有限公司承担施工任务。

东苕溪穿越入土点位于浙江湖州杨港村东苕溪东大堤东侧约150 m农田处,出土点位于浙江湖州菰城村东苕溪西大堤西侧约200 m农田处。

穿越水平长度579.20 m,实长581.60 m,入土角9°,出土角6°,穿越曲率半径为1524 m,穿越段管线的最大埋深为26.8 m(入土点至最大埋深管底)。

主管线设计采用Φ1016×26.2 mm×70的直缝埋弧焊钢管,管线设计输送压力为10 MPa。

根据《南浔段东苕溪(A)穿越岩土工程勘察报告》及定向钻穿越对地质条件的要求分析,软地层很薄,河床以下只有2 m多的土层,但这次川气东送的管径为Φ1016 mm,如果在土层中穿越又达不到管线的埋深设计,不利于安全,因此管道应深置于含碎石粉质粘土、强风化粉砂岩层中,这样穿越成功后,管道与河水互为两个独立的系统,安全性好。

但在这种含碎石粉质粘土、强风化粉砂岩层中穿越的特点是两侧为软地层中间段为碎石层和硬地层,地质条件复杂水平定向钻穿越难度极大。

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定向钻技术施工大管径管道穿越泥岩地层的技术措施关键词:水平定向钻、泥岩、大管径、技术措施、穿越工程摘要:原油管网俄油引进配套庆铁线扩能改造工程第四标段内汽车产业区特殊区段定向钻穿越工程,穿越管线为南北走向,采用大型定向钻两管同拖φ813mm+φ114mm方式穿越。

随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强,开挖路面进行各类地下管线施工导致的社会问题,交通问题和环境污染问题已越来越受人民的关注,城市限制开挖施工的法规已陆续出台。

采用水平定向钻穿越技术进行管线穿越施工,是城市市政建设和电气化管网改造,通讯光缆敷设,油气管道和穿越大中小型江河、湖泊、经济作物区以及不可拆迁建筑物的最佳选择,是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。

随着定向钻技术的不断发展,在施工过程中遇到的地层也将越来越复杂,本文结合工程实例就定向钻技术施工大管径管道穿越泥岩地层中的一些技术要点和技术措施进行描述。

一、工程概况及水文地质条件中国中东部原油管网俄油引进配套庆铁线扩能改造工程,起点为大庆分输站,终点为铁岭分输站。

本工程为原油管网俄油引进配套庆铁线扩能改造工程第四标段内汽车产业区特殊区段定向钻穿越工程,穿越管线为南北走向,采用大型定向钻两管同拖φ813mm +φ114mm方式穿越。

根据地质报告显示穿越地貌单元为冲积平原,场地地势较平坦,穿越地层主要为:①杂填土:主要由粘性土、碎石、砖块等组成;②耕土:主要由粘性土组成,包含大量植物根系;③-1粉质粘土:黄褐色,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,可塑;③-2粉质粘土:黄褐色,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,硬塑,局部可塑;④泥岩:黄褐色~紫红色,泥质结构,块状构造,节理裂隙发育,岩芯呈短柱状,锤击可碎,强风化。

本工程穿越经过地层主要是在泥岩中穿越,泥岩的抗压强度按地质报告揭露其抗压强度为0.6~1.7mpa。

二、施工主要技术要点分析1、导向孔施工过程中,穿越段泥岩层对导向钻头的反作用力大,导向孔造斜和纠斜难,容易造成导向孔轨迹与设计轨迹发生较大偏差,如何采取措施保证施工后导向孔参数达到施工要求。

2、导向孔施工结束后,在扩孔过程中如何保证扩孔后管道曲线不偏离导向孔施工的曲线问题。

3、泥岩层内扩孔施工较困难,如何保证扩孔的顺利施工及扩孔后采取什么措施将泥岩碎块携带出孔外。

4、施工过程中,如何保证施工顺利进行,避免出现抱钻、卡钻事故的发生。

三、施工中采取的技术措施1、优化设计由于原设计采用的是φ813mm输油主管与φ114mm光缆管分别穿越施工,而由于施工现场条件的限制,没有进行两次穿越的施工场地,只能将φ813mm输油主管与φ114mm光缆管进行两管同拖的施工工艺,所以针对该情况,取得设计院及业主的同意后,在保证管线埋深的前提下,结合现有施工设备的实际情况,将原设计曲线进行部分优化。

⑴原设计入土角为9°,由于美国奥格dd-440钻机最小入土角度为10°,所以将原设计入土角9°更改为10°,以便于我们施工设备的顺利施工。

⑵原设计出土角为7°,考虑到由于管线比较大,而且是两管同拖,如果出土角度偏大的话,在管线回拖的过程中管线的入洞将会非常的困难,而且管线在摆放过程中的难度也非常困难,所以将原设计出土角7°更改为4.5°。

这样对我们施工更为有利。

⑶原设计曲率半径为1220(0.813×1500),由于设计时是考虑主管与光缆管是分开施工的,所以曲率半径的取值为1220。

但是由于施工现场两边都有一根正在使用的原输油管线,已经没有条件将主管与光缆管分开施工,所以将原设计的曲率半径1220调整为1390,即(0.813+0.114)×1500。

优化后施工穿越曲线剖面设计示意图2、保证导向孔施工曲线满足施工要求的措施⑴保证钻机就位方位与设计管线中心线重合的措施。

钻机就位前,用测量仪器(如经纬仪)放出管线穿越中心线,根据穿越入土角、钻机自身尺寸(车长、车宽、轮距等)等参数计算出钻机就位的精确位置,并用白灰或用线绳予以标记,并以此标记作为钻机就位的依据。

在钻机就位过程中,除了利用白灰或线绳标记作为就位的标准外,就位过程中还要用测量仪器测量钻机就位偏差,经计算钻机就位方位相对于管线中心线的角度偏差如超过0.1°时,需根据偏左偏右情况重新调整钻机,经多次就位-测量-调整-再测量,直到偏差控制在0.1°范围内。

钻机就位后,计算出精确的偏差数值,在开始钻导向孔时及时设置好软件的计算参数,调整偏差,保证导向孔轨迹与设计穿越曲线重合。

⑵外部磁场对方位角的影响及控制措施根据现场确定的外部磁场的位置,在钻孔时,探测器到达外部磁场前,钻孔方向不能出现过大的左右偏移量,保持实际方位角与控向方位角的偏差在允许的范围内,在进入外部磁场时,实际方位角发生变化,此时的方位角与控向方位角不同,钻进时暂不考虑干扰后的方位角而直接按直线钻进,在进行数据测量时,根据控向工具面的位置输入与控向方位角接近的方位角。

钻头穿越过磁场干扰区后,计算机控向数据恢复正常,此时导向孔轨迹与设计穿越曲线偏差应当在许可范围内,万一两者偏差较大,首先计算出实际偏差量,然后将经过磁场干扰区的钻杆抽出后重新钻进进行偏差调整。

在已知偏差量的情况下进行调整是很容易的,通过调整消除磁场影响,使导向孔轨迹与设计穿越曲线重合。

⑶采用人工磁场钻机控向系统是依靠地磁场进行方位控制,通过钻头后面的探棒将导向孔参数传输到计算机。

地磁场容易受到地下管线、地下电缆、地面高压线等金属构件的干扰,从而造成控向参数不准确。

人工磁场是在穿越中心线两侧布设的闭合线圈,布设简单方便,在施工中既经经济又有效,其优点是它不受外部磁场的干扰,可以准确无误的将钻孔数据反映出来,当探头到达此闭合的线圈区域内,接通直流电源产生磁场,通过人工磁场可以测得穿越轴线的左右偏移和穿越标高。

通过人工磁场与地磁场左右偏差的比较,可以确定目前钻头方位角,从而确定下一根钻杆的行进方位。

由于人工磁场在地磁场受干扰的情况下可以提供准确的管线穿越方位角,在地磁场不受干扰的情况下可以校正控向方位角的正确性,从而能够很好的控制导向孔与设计穿越曲线偏移,并能保证穿越曲线的平滑性。

⑷控制人为因素造成导向孔轨迹与设计穿越曲线偏差的措施开工前,加强对控向人员与司钻操作人员的技术交底,提高工作人员的素质,加强控向人员与司钻人员相互间的配合,司钻人员以控向人员的指令为准,按照指令进行操作,防止人为操作导致钻孔出现偏移设计曲线。

控向人员应严格按照设计曲线计算每次倾角的调整度数,认真掌握并注意穿越过程中的轨迹变化,通过轨迹变化确定控向方向的变化。

从而控制导向孔轨迹与设计穿越曲线的偏移。

3、扩孔器的配置对于φ813mm主输油管与φ114mm光缆管套管的穿越施工。

根据穿越扩孔的要求:扩孔直径达到管径的1.3-1.5倍,每级扩孔相差6"-15";按照我们以前的施工情况,正常的预扩孔是按每级扩孔级差为6",如果按以前的施工方法,需要采用桶式扩孔器扩6次孔(18″、24″、30″、36″、42″、48″),最后再用42″扩孔器清孔一次。

而根据地质报告描述,此次定向钻穿越的主要地层是泥岩、为保证最佳的成孔质量及工期要求,拟定采用φ18″、φ24″、φ30″、φ36"、φ42″、φ48″板式和桶式相结合的三级扩孔、两次清孔使用,以减小扩孔扭矩和提高成孔质量,同时保证扩孔过程中孔径曲线不偏离导向孔曲线,先后逐级扩孔,最后扩孔直径达1.3倍。

三级扩孔级配:第一级扩孔:采用φ24″板式扩孔器;第二级扩孔:采用φ36″板式扩孔器+φ18″桶式扩孔器;第三级扩孔:采用φ48″板式扩孔器+φ30″桶式扩孔器;两次清孔级配:第一次采用φ42″桶式扩孔器;第二次采用φ48″桶式扩孔器;板式扩孔器及桶式扩孔器形状见下图所示。

采用上述的扩孔器配置,尺寸小的桶式扩孔器主要起的作用是保证扩孔后的管道曲线沿导向孔曲线前进扩孔,同时将上一级扩孔过程中切削下来的泥块进行粉碎,保证与泥浆充分溶解;而尺寸大的板式扩孔器的主要作用是将孔径扩大,也就是扩孔。

通过试验证明,此种扩孔器的配置,对于泥岩地层中施工能很好的减小扩孔扭矩,同时保证成孔质量。

4、泥浆配置应根据地质及时调整泥浆配比,泥浆性能取决于其成分配方,它可以润滑钻头减少磨损,可以软化地层易于钻进,同时携带钻屑返回工作坑,可以在回扩过程中稳定孔壁,可以在回扩和拖管时润滑管道,其性能的好坏,直接影响最终管线穿越的成功。

穿越泥岩应调整泥浆添加剂,改变泥浆的流变性,提高剪切力,增加泥浆的携带性能,使泥浆克服“泥抱钻”的施工现象,从而使钻进产生的阻力减小,并使钻出的孔径畅通无阻,顺利完成推力、扭力的传递,有力的保障了下道工序的进行。

在本工程穿越工程施工前,泥浆师要根据本工程的地层的特点、结构及土壤分类进行泥浆的配方研究,提出了对于本工程的地质情况,应尽量减少钻进液对地层渗水,也就是降低泥浆的失水量以及增强井壁的岩土的抗水敏性,抑制分散是最为关键的问题。

从泥浆失水量影响因素的分析和对岩土的水化性分析可以归纳出针对泥岩地层配制泥浆时的几个要点:⑴选优质土。

由于水化效果好,粘土颗粒吸附了较厚的水化膜,泥浆体系中的额自由水量大大减少,所以优质土泥浆的失水量远低于劣质土的。

⑵采用“粗分散”方法。

使粘土颗粒适度絮凝,而非高度分散,从而使井壁岩土的分散性减弱,保持一定的稳定性。

⑶添加降水剂。

na-cmc、pam等降水剂通过增加水化膜厚度、增大渗透阻力、起井壁网架隔膜作等,可使失水量明显减少。

⑷提高基液粘度。

泥浆中的“自由水”实际上是滤向地层的基浆,其粘度愈高,向地层中渗滤的速率就愈低。

⑸调整泥浆比重,平衡地层压力。

井眼中液体压力与地层中的流体的压力差是泥浆失水的动力,尽可能减少压力差,维持平衡钻进是降失水的有效措施。

泥浆的配置在整个施工过程中并不是一成不变的,要根据具体的施工情况进行调整。

具体调整的主要是根据孔道中返出的泥浆的性能进行调整。

四、结束语在本工程的施工过程中,通过采用以上的技术措施后,在工期和成本方面均取得了很好的效果。

1、科学的施工组织管理,能够提高工作效率,缩短施工工期,有效地控制施工进度,实现施工工期短的优势。

2、科学的施工技术方案是确保施工成功关键,可以减少施工材料的消耗,降低施工成本,取得较好经济效益,实现成本低的优势。

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