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软弱地层交叉管道定向钻穿越施工技术研究

作者: 发布时间:2024-06-17 浏览次数:247
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软弱地层交叉管道定向钻穿越施工技术研究

设计压力4.0MPa,压力管道类别为 GB1,本标段主管管径为 DN800,管材和弯管均采用直缝埋弧焊或下向焊钢管,管材均为 PSL2 系列,材质为 L360M,3PE 加强级防腐层。施工图纸范围内全部内容,主管管径B820,长度3600米范围内土方开挖回填、管线安装、焊口探伤、吹扫、防腐、定向钻穿越、试压、干燥等。

控向难度大:钻孔轨迹的实时测量是进行管道穿越施工的关键技术之一。管道穿越施工条件恶劣, 地质地理条件复杂, 而且穿越距离较长,穿越深度较大, 致使准确控向难度很大。

扩孔难题多:本标段工程定向钻穿越有长度约370 m 的岩石段, 岩石的***高硬度为140 MPa , 在这种地层扩孔极为困难, 目前在国内尚无先例。在施工过程中,岩石层与粘土层扩孔难易度相差很大, 容易在岩石和粘土段的结合面产生一定程度的沉降, 导致整个孔道产生台阶, 影响管道回拖。由于穿越距离较长, 管道的管径偏大, 并且穿越路由要通过淤泥层, 扩孔施工中很可能出现“抱杆”、塌孔等危险。

三、定向钻穿越施工流程

(1)钻机设备安装

(2)钻机设备调试

2、泥浆系统及用料准备

(1)泥浆配制及施工工程中的控制

泥浆配置在钻导向孔、预扩孔及回拖中采取不同的措施,除保证传统配比外,再按一定比例加大泥浆材料用量,从而达到提高泥浆粘度,保证孔壁。

斜孔段:泥浆的流动性能要好,结构性要强,保证钻屑携带和孔眼清洁;控制泥浆的失水,防止塌孔。需增大固壁剂、降失水剂剂量。

 扩孔段:提高泥浆的携带性能,提高泥浆的黏度、控制泥浆的密度,降低泥浆的失水率。

泥浆回收及处理

由于本工程泥浆的用量大,不但增加了泥浆的成本和征地成本,更严重的问题是穿越完成后废弃泥浆若不有效处理,污染农田和水源,将造成生态问题。随着人们环保意识的增强,泥浆回收再利用在本工程中必须采用。一方面减少泥浆用量,减少对环境的污染,减少废弃物的处理量;另一方面,由于回收泥浆属于“熟泥浆”,性能比较稳定,可减少因性能不稳定而出现的井下事故,保证穿越工程的顺利进行。

 在钻机入土点挖设一个长 3m 的发送沟,用于储存孔洞内多余的泥浆, 便于泥浆收集。

钻导向孔:设备和仪器准备就绪,钻杆和钻头清扫完毕后进行试钻,启动控向仪器,信号电缆将产生交流磁信号,此时启动钻机并钻进,当钻进 1-2 根钻杆后检查各部位运行情况,各种参数正常后正常钻进。

导向控制:施工钻机的钻头在每完成一根钻杆后利用人工磁场产生的磁场检查穿越的方向和深度,判断是否符合轨迹要求。导向员和司钻密切配合,利用采集的磁信号控制钻进方向,使之按穿越轨迹要求,逐步平缓钻进,直至导向出土,完成整个导向孔施工。在导向孔穿越过程中,为保证钻头在穿越地层中顺利的钻进,避免岩层坚硬出现卡钻现象。

导向孔曲线与设计曲线偏差控制措施:钻导向孔是定向钻穿越施工过程中***控制的关键工序,导向孔质量的好坏直接影响钻机回拖时回拖扭矩与拉力的大小,因此,导向孔与设计穿越曲线是否重合是关系到管道***后回拖成功的关键。


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