水平定向钻技术在燃气管道施工中应用

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1、水平定向钻技术在燃气管道施工中应用　　摘要:水平定向钻技术作为一种非开挖技术，在管道施工中优势十分明显。近年来，该技术被广泛应用在自来水、燃气、电信等管道施工中。本文就水平定向钻技术在燃气管道施工中的应用进行了探讨，简要介绍了水平定向钻进施工工艺，阐述了管道穿越设计参数分析与确定，并对风险控制措施和关键工序的施工控制进行了说明。关键词:水平定向钻；燃气管道；施工工艺；穿越曲线；风险控制中图分类号：TU71文献标识码：A文章编号：1引言水平定向钻进技术作为一项新型的燃气管道非开挖施工技术，具有不破

2、坏环境、不影响交通、施工周期短、综合效益高等优点。而传统的燃气管道施工技术是采用开挖沟槽铺管，该方法有开挖作业面大、道路交通影响大、施工周期长等不足。因此，水平定向钻进技术的出现，无疑让燃气管道施工企业带来了更大的效益。下面，就水平定向钻技术在燃气管道施工中的应用进行相关探讨。2水平定向钻技术主要施工工艺2.1场地选择、布管11施工场地包括钻机场地和布管场地。钻机场地较宽，根据钻机设备进行工艺布置，必须因地制宜，综合考虑入土点、钻机、场地周边环境等因素，一般控制在30m×40m范围内。布管场地较

3、狭长的，除出土点处需要20m×20m范围的出土场地外，还需比穿越管道长度长100m左右的布管场地(宽度约5m，能满足布管施工即可)，布管曲率半径可适当减小，控制在800外D以上，出土点后100～150m内布管线路应为直线。2.2施工前检验主要包括焊接检验、防腐检验、试压、清管等，此步骤对穿越管道施工和今后的安全运行至关重要，具体实施要求按相关技术规范执行。2.3钻导向孔钻导向孔是检验穿越曲线能否成功的主要环节，若出现异常，可以及时分析调整穿越曲线，降低工程风险，因此必须保证导向曲线的合理可靠。2

4、.4扩孔扩孔能使钻屑(土壤)和钻进液(泥浆等)充分混合，并形成合适的空间，降低阻力，便于管道回拖，因此须根据穿越管径、穿越地质、回拖阻力等情况，合理确定扩孔孔径和扩孔次数。扩孔孔径按穿越管径逐步增大，每次扩孔增加100～150mm为宜，并选择合适的扩孔器。2.5管道回拖11管道回拖是穿越工程的最后和最关键的一步，施工时必须连续作业，根据回拖阻力和导向曲线，合理控制泥浆，精确控向。2.6施工后复验为了检验回拖后管道的强度和密封性，并为穿越单项工程的竣工验收提供依据，复验是目前保证管道安全的最后一道

5、检验措施。主要包括强度试验、严密性试验、清管、干燥等。3管道穿越设计参数分析与确定某定向钻穿越工程沿线须穿越高速公路和主要街道，经综合考虑决定采用组合定向钻穿越的设计方案，穿越长度为987m。本工程管道设计压力6.0MPa，材料选用X60(L415)管线钢，管道选用外径813mm、壁厚15.9mm的直缝双面埋弧焊钢管，强度设计系数取0.4。下面仅对穿越设计曲线的确定和回拖阻力的算法进行分析。3.1穿越曲线的确定(1)影响穿越曲线的因素11影响定向钻穿越曲线的因素有很多，各因素之间的相互关系也非常

6、复杂，综合大量定向钻穿越工程实践经验，主要有10大要素：管道与障碍物的安全间距、穿越长度、穿越曲线经过的土质分布情况、管道特性、管道曲率半径、穿越深度、入土角、出土角、钻杆允许折角、出入土点场地及地面标高。(2)计算程序为了更精确的计算设计曲线，根据几何原理及相关技术规范特别编制了“定向钻穿越曲线计算程序”，经多次工程实践验证，计算误差很小。(3)计算结果分析根据计算结果分析，穿越实长为987m，入土角9o，出土角6o，入土直线段20ｍ以上，管道曲率半径为1500D外，即1219m，穿越曲线水平

7、段管中与入土点管中距离为18.37m，管道距沪宁高速路面>10m，距曹安路路面>6m。经综合分析，满足相关技术要求，设计曲线可行。3.2管道回拖阻力分析和计算(1)管道回拖阻力的组成管道的回拖阻力大致由以下几项组成，但是回拖时这些阻力是不确定的，甚至是随机的。因有些阻力不是同时存在，只能作为在回拖过程中阻力异常时分析用，以便有针对性地处理回拖过程中的问题。1)管道在洞外部分因自重引起的摩擦力主要取决于管道入洞前的支撑方式，如果采用水浮法可忽略不计，只考虑支撑段的摩擦阻力，摩擦系数μ1根据经验取值

8、。2)管道入洞角度、深度误差产生的阻力11主要是偏离设计孔洞造成的，由于管子的刚度大，相当于重新扩孔，使扭矩和拉力增大。3)管道曲率变化引起的阻力穿越精度偏差过大在短距离内产生了很大的折转角，或地层突变使曲率半径变小产生的阻力。4)洞内泥浆及岩土混合物引起的摩擦阻力伴随回拖全过程，非随机的，与泥浆和地质的情况有关，泥浆量增大可使阻力(泥浆和岩土的混合物产生的摩擦阻力)减小。5)洞内泥柱引起的摩擦阻力是随机的，粘土多时，泥浆量偏小其值会很大，增加泥浆量可减小阻力。6)在管道抬头阶段泥柱重力产生的阻