长输管道定向钻穿越砾石地段施工方法研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报2012年3月第34卷第3期·342·JournalofOilandGasTechnologyMar．2012Vo1．34No．3长输管道定向钻穿越砾石地段施工方法研究冯大永(辽河石油勘探局油田建设工程一公司，辽宁盘锦124010)[摘要]大庆一锦西原油管道工的顶进方向，有效调整套管的角度，使夯下的套管具有一定的角度，满足曲率的要求。、现场施工采用管线打导向孔时采用两台钻机从出、入土点同时钻进施工，可以有效控制穿越路径，提程钻具设备磨损强度大，钻进困难，施工周期长，入土端

2、和出土端穿越圆砾层，承载力较差，钻进扩孔过程中易出现石头碎块塌落，造成卡钻现象，采用定向钻导向原理，运用探测器来调控套管高了管线导向孔、回拖施工过程中的准确率，大大提高了施工进度，节约了大量的费用，经济效益显著。[关键词]砂砾石；顶套管；定向钻；大庆一锦西原油管道；管道工程[中图分类号]TE973[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2012)03—0342—031穿越施工工艺及工艺流程大庆～锦西原油管道工程柴河穿越位于铁岭市，管道设计压力6．3MPa，管径813ram，壁厚11．9ram，穿越水平长度1295

3、m，实长1296．59m；入土端和出土端穿越圆砾层，长度分别100、140m；穿越水平段经过花岗岩层，单轴抗压强度平均为52．8MPa，局部岩层单轴抗压强度达到90MPa。定向钻施工大体可分为6个阶段，入土点及出土点套管安装，两端对钻导向孑L，导向孔对接，扩孔、修孔、洗孔和管道预制、管道试回拖、正式回拖j。在人土点顶人套管，角度8。，顶入长度约105．8m，套管直径1300mm；出土点顶进角度7。，顶入长度约145．9m，套管直径图1柴河穿越工艺流程图1300ram。其工艺流程如图1。[收稿日期]20l2—01—22[作

4、者简介]冯大永(1979一)，男，2002年江汉石油学院毕业，工程师，现主要从事油田地面建设工程技术管理工作。学兔兔www.xuetutu.com第34卷第3期冯大永：长输管道定向钻穿越砾石地段施工方法研究2现场实施2．1顶管机基础制作‘顶管机基础采用桩基础，根据桩基的相关理论和施工地点的地基承载力确定桩的数量、布置方案。顶管机底座周围的桩在桩头采用高压注浆的方法灌注速凝水泥浆，以提高桩基础的抵抗顶管机起拔力的能力。保证顶管钻机工作在最大顶推力时基础的稳定性。2．2顶进套管主顶油缸的活塞杆完全缩回缸筒，推力箱处于起始位置

5、；将套管放置在滑轨中间的马鞍架上，螺旋钻杆和钻头预先放置在套管中；操纵液压阀驱动主顶油缸，推力箱缓缓推动套管向下运动，插人土中；钻头和螺旋钻杆正转切削岩土并将它们从套管中排出，套管随之顶进；活塞杆完全伸出后，操纵液压阀使其缩回；在推力箱和套管之间安装顶管过度节，第1过度节长度略小于主顶油缸的一个行程，然后顶管机推动第1过度节，通过第1过度节推动套管向下运动，然后依次安装第2过度节、第3过度节、第4过度节，过度节长度依次为主顶油缸行程的1～4倍(100mm)的长度。通过安装过度节顶进，使推力箱与第1套管口之间的距离能够容纳

6、第2根套管后，开始安装第2根套管，第2根套管与第1根套管焊接，顶人过程与第1根相同。安装第1节套管非常重要，它的精度直接影响到后续套管的顶入精度，它的入土角经测量无误后准备顶入第二根套管。在顶进过程中，钻头和螺旋钻杆不停的转动，连续完成钻进、排屑。每顶进一定长度后，通过预先安装在管外的注浆管对管壁实施注浆，保证管壁润滑，减小顶进的摩擦阻力。钻头通过钻杆由钻机驱动，钻头钻进后由蛟龙从套管内排除乱石。2．3钻导向孔根据地质条件分析的结果，单端钻进很难完成导向孔，采用二端下套管，同时钻进导向孔、中间对接的方式来完成导向孔施工。

7、钻导向孔时，钻具的连接方式如下，入土点：400t钻机一5．5in钻杆一无磁钻铤一无磁短节一泥浆马达一钻头；出土点：200t钻机一5．5in钻杆一无磁钻铤一无磁短节一泥浆马达一钻头。钻孔时，根据地层的情况更换钻头的形式，及时更换磨损的钻头保证钻孔效率。泥浆马达选用5LZ172C型螺杆钻具，马达流量范围94～1894L／min，马达压降4．0MPa，额定扭矩5200N·m，大扭矩7345N·m，钻压100kN，功率126kW。2．4导向孔对接当两钻头钻进至预定对接位置后，开启钻头对接系统，400t钻机的钻头中安装对接导向系统

8、的信号发射装置，200t钻机的钻头中安装对接导向系统的信号接收装置，通过对信号的处理、分析，计算2个钻头的相对位置；得出结果后，钻头向前调向钻进，由出土端钻头追踪人土端钻头，钻进入土端导向孔内，完成长距离导向孔穿越。导向孔完成后，立即对导向孔进行洗孔，洗孔时，钻杆上安装洗孑L短接，洗孔完成后扩孑L。‘3双钻机扩孔、洗