水平定向钻穿越施工浅谈

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1、水平定向钻穿越施工浅谈　　摘要：近年来随着管道建设项目的增多,定向钻穿越技术越来越多的应用于管道施工中。下面将介绍一下定向钻施工的技术要求及要点，并对定向钻施工中出现的问题及处理方案进行了分析，为穿越工程建设及施工单位提供参考。关键词：水平定向钻施工卡钻冒浆中图分类号：TU74文献标识码：A1、前言水平定向钻穿越技术从1972年发明到现在，经过许多科研与施工人员的不懈努力，已经发展到较高的水平，穿越技术和施工工艺都在不断进步和变革[1]。本文以地锚与钻机为一体的德国普莱姆水平定向钻机为例，描述定向钻在工程施工的应用。2、定向钻穿越施工2.1施工原理7钻头先喷射高压水

2、柱将泥土松开，钻杆再施转前进。钻杆在最大弯曲半径内可360度调整其行进方向。采用无污染的膨润土作为润滑剂，混合在水柱中形成泥浆喷入土壤，泥浆不但可护壁且有润滑作用，将拉管时的摩擦力降至最低，日后泥浆形成一圈干燥的粘土裹覆管线。钻头内装置精确的导向及探测仪器（信号发射器），当其在地下潜挖时，地面上的接受器可由其电磁波显示钻头所在的位置及深度，进而可转绘成精确的地下管线图表。2.2水平定向钻施工的特点（1）定向钻穿越施工解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，不阻碍交通，不破坏绿地植被，不对交通、环境及周边建筑物基础的产生破坏和不良影响。（2）城市管网埋深一般达到三米以下，

3、穿越河流时，一般埋深在河床下9～18米，使用定向钻施工能适应环保的各项要求，且埋深较大时地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少，可以保证管线运行更长时间[2]。（3）现代化的穿越设备的穿越精度高，易于调整敷设方向和埋深，管线弧形敷设距离长，完全可以满足设计要求埋深，并且可以使管线绕过地下的障碍物。（4）采用水平定向钻机穿越施工时，没有水上、水下作业，不影响江河通航，不损坏江河两侧堤坝及河床结构，施工不受季节限制，具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。（5）与其它施工方法比较，进出场地速度快，施工场地可以灵活调整，尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性，并且施工

4、占地少工程造价低，施工速度快。3、常见问题的探讨3.1穿越施工中应注意的几个问题7（1）地层软硬变化时，应将钻机的钻进速度降低，注意观察系统压力的变化，逐步调整适应，避免钻机和钻具的损坏。（2）出钻点的进场道路和场地应进行修整，能满足倒运钻具、泥浆回收处理、特殊情况处理等需要。（3）出钻点的泥浆采用泥浆回收系统进行回收利用。（4）入钻侧回收泥浆的过滤问题。采用一级过滤，为了减少泥浆的含砂量，保护动力钻头的使用寿命，应增加过滤网目数。（5）所有钻具在使用前应进行表面清洗、外观检查；尤其是钻杆丝扣和弯曲变形的检查，有怀疑者按不合格处理，送检合格后方可再用。（6）在导向孔

5、完成之后，尽量保持出钻点附近的原始地貌和标志[3]。3.2卡钻为避免卡钻现象的发生，在施工中保持高度的警惕性,采取以下方法避免此现象的发生:一是当泥浆的压降能保持在500psi范围内时，可采取立即停止钻杆的推进，改为往钻机方向拉钻杆，使钻头迅速离开切削面，降低泥浆的压差，然后用更慢的推力和推进速度钻进；二是当泥浆的压降超过500psi时，应立即关闭泥浆泵，停止泥浆的泵送，往钻机方向回撤钻杆。7若出现卡钻现象要采取的处理方法：首先应保持泥浆的正常工作，有足够的泥浆往孔内泵送，此时钻杆且不可简单地继续往回拉，否则容易将钻头卡死。应在泵送泥浆的前提下继续往前进，耐心进行清

6、孔，同时按首次钻进记录调整钻头的高边，停止钻杆的旋转往回抽，注意控制好钻机的拉力，然后旋转钻杆前进、清孔，多次反复，直到顺利通过“缩孔”地段。3.3冒浆在定向钻穿越工程中，很容易发生泥浆跑冒现象，给工程施工和地方协调造成很大困难，同时又增加了施工风险，因此如何控制和消减泥浆跑冒问题是本次工程的重中之重。⑴防冒浆措施在进行导向孔作业时，孔洞较小，孔洞与钻杆及钻头形成一个环形空间，此内的泥浆处于高压状态，如果长时间处于这种状态，环空压力就会越来越高。一旦此压力超过地层所能承受的极限压力，泥浆就会向地层的缝隙或松软部位挤压，从而返回到地面，就产生冒浆。为了防止在穿越过程中

7、冒浆，可以从如下几方面进行优化：a.导向孔钻进工艺方面7在进行导向孔钻进过程中，我们需要不停的对钻头进行推进或旋转控制，这也就造成了导向孔的环形空间不规则，很容易就会产生一个相对封闭的空间，也就会增大冒浆的几率。因此，我们可以在钻完一根钻杆后旋转回抽再旋转推进，这样可使环形空间增大，降低冒浆的概率。b.泥浆配比方面采用高效膨润土，增加泥浆添加剂的用量，保证泥浆性能的同时提高泥浆的流动性；建议采用分散的泥浆体系，即：水+土+纯碱+烧碱+CMC+润滑剂。泥浆密度：进洞密度应控制在1.03-1.04为佳，返出泥浆密度在1.07—1.08比较理想。泥浆粘度：砂层控制在7