长输管道定向钻穿复杂地层施工和控制

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1、长输管道定向钻穿复杂地层施工和控制　　摘要：近年来，随着国民经济的快速发展，成品油市场的需求也不断攀升，由于受铁路运力紧张、公路运输成本高、损耗高、安全性差、不利于环保等客观因素的制约，中石油和中石化两大公司都加大了成品油长输管道项目投资建设的力度，全国性的成品油长输管网将逐步形成,我国的管道建设取得了很大程度上的进步，为我国国民经济的发展做出重要贡献。但在目前状况下，我国的管道建设技术仍不完善，很多地区对于复杂地层的施工仍然存在着较大的难度，本文就针对这一问题，展开长输管道定向钻穿复杂地层的施工与控制的研究与分析。关键

2、词：定向钻；穿越精度；泥浆体系；复杂地层；施工控制中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1.工程概况6为了对本文的研究的实际性以及有效性进行一定程度上的保证，我们在研究时选择了某一具体工程作为研究对象。该输油管道全长约为1280km，贯穿了山东、河北和河南等十几个个地市级行政区，线管径为Φ323.9-457mm，最大设计输量650万吨.在这一工程之中，大型定向钻穿越河流16处，其中尤其以郑州黄河定向钻穿越为工程重中之重，主河道穿越长度4496m，管径Φ355.6mm，具有地质复杂程度高、定向钻穿越距离长以及施工难度

3、相对较大等特点，.2、定向钻施工工艺定向钻施工工艺一般分为二个阶段：第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩孔，并将产品管线（HDPE管道）沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中，完成管线穿越工作。具体施工顺序为：现场勘查、开挖工法井、设计轨迹线、导向孔施工、各级预扩孔、清孔、回拖管材。在牵引管施工完毕后，砌筑检查井。2.1导向孔施工导向孔施工是成孔的关键，根据已设计轨迹线确定导向孔的入土点和入射点角度。认真测量和科学选取穿越轴线的方位角，使钻孔接近设计轨迹线。导向孔钻进过程中，注意井眼的返浆情

4、况并做好记录。以便准确判断钻进过程中的地质情况，为预扩孔提供可靠数据，导向孔的施工是否符合设计要求，直接影响工程质量。根据钻进过程中记录的数据仔细分析所钻进的线路中是否存在回填土，以便及时调整施工工艺及应对措施。另外，在导向孔施工过程中，导向技术人员确保曲线偏移不能超越规定设计范围，每根钻杆间的角度变化也要得到严格控制，确保导向孔高质量完成。2.2各级预扩孔6导向孔完成后，技术人员应根据操作人员的原始记录并与原设计轨迹线相核对，再次复核导向孔的质量。在导向孔符合质量要求的情况下，取下导向钻头，接上反扩钻头，接上分动器，即

5、可进行回拉扩孔。设计回拉扩孔一共需进行4次。分别为φ160mm、φ350mm、φ450mm、φ600mm.增加扩孔级数，更能保证成孔的质量，扩孔时应视地层的不同选择不同类型的反扩钻头。同时根据地层情况选择泥浆配方，一般情况下，地质粘质成份多，可用清水和刮刀钻头扩孔，自然造浆，保持孔壁稳定。如果所穿越地层中含砂量高，则必须选择优质泥浆，用膨润土进行泥浆护壁处理。使泥浆达到一定黏度，失水量降低，同时能抑制地质土体的分化，保持孔壁稳定。扩孔直径符合铺管要求时，扩孔即告结束。2.3清孔扩孔结束后，用φ600mm清孔器两次清孔。清

6、孔时注意泥浆比重，保证泥浆质量。机械操作人员应注意仪表的变化，以此判断孔内情况。并作好记录，技术人员根据记录的数据，分析清孔的效果如何，决定能否铺设管材。3.复杂地层的长输管道钻进技术分析与控制3.1穿越精度的有效控制6在工程施工的过程中，穿越精度的控制十分重要，它能够对整体工程产生一定程度的影响。为了对穿越的精度进行有效的控制，并促使穿越管线的敷设能够达到相关的设计标准，首先需要做的工作就是测量定位以及有效调校各项控向参数。在具体的施工过程中，对新型的拓普康全站仪进行有效的使用，以此来进行有效的测量放样，并在此基础之上

7、对穿越桩点进行有效的加密定位。除此之外，好需要采用精密的GPS全球定位技术再对放样点进行一定程度的校验与核准，以此来对数据的准确性与有效性进行有效的保证。3.2提高选配钻具的科学性在施工过程中，往往会遇到一些施工难点，例如一些以中风化砂岩为主的地层，其中又夹杂了一定程度的粉质粘土、粉砂等，这种地层复杂程度较高，施工起来存在着较大的难度。面对这一情况，怎样进行穿越并对导向孔曲线的平滑减小DL弯进行有效保证成为关键所在。在经过小组的研究与讨论，并对以往的施工经验进行一定程度的参考之后，选用了泥浆马达+保径好和牙轮轴承寿命长的

8、537型宽齿牙轮钻头的钻具组合，通过对这一钻具组合进行有效的使用，对长距离钻孔之中的推力传递损失问题进行了很好的解决。3.3科学泥浆体系的有效建立6一般情况下，在施工过程之中，如果遇到岩石与土层交错的地层，则施工难度将会大大增加。针对这种情况，应该对泥浆的配比进行有效的优化，并在此基础之上对其携砂能力进行一定程度上的