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1、水平定向钻穿越砂层技术浅谈 摘要：定向钻进技术作为一种非开挖穿越技术，穿越不同的地层，难易程度不同，砂层在定向钻施工中是比较难穿越的地层。穿越砂层时经常会遇到塌孔、抱钻、导向抬头困难等各种困难。在榆林-济南输气管线工程榆补路定向钻穿越施工中，我们成功穿越了砂层，顺利完成该工程,积累了丰富的经验。关键词：砂层、塌孔、导向Abstract:directionaldrillingtechnologyasakindoftrenchlesstechnologythrough,acrossdifferentstrata,invaryingdegreesofdifficulty,thesandi
2、sdifficultthroughthestrataindirectionaldrillingconstruction.Throughthesandoftenencounteredindrilling,holecollapse,holdguideupdifficultiesdifficulties.InYulin-Ji’nangaspipelineengineeringElmRoadrepairdirectionaldrillingconstruction,wesuccessfullycrossedthesand,thecompletionoftheproject,hasaccumu
3、latedrichexperience.Keywords:sand,collapseofhole,guide8中图分类号：TQ639.2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)1工程概况榆补路定向钻穿越工程位于陕西省榆林市芹河乡马家峁村南侧。管线设计压力10.0MPa，穿越工程等级为小型。穿越主管为Φ711×16X65直缝埋弧焊钢管三层PE加强级外防腐，设计穿越管段实际水平长度346米。穿越光缆管为Φ114×820#无缝钢管，设计穿越管段实际水平长度346米。场地所处位置在地貌属岗沙漠化丘陵地貌单元,场地地势有起伏，多为沙柳林地。穿越点工程地质根据野外地质勘探提供资料及
4、搜集资料分析，在勘察深度范围内，穿越段地层全为砂层。该穿越设计最深穿越深度约为12米。2工程地质和水文地质条件本工程施工涉及地层为砂层,以中砂为主,少量粗、细砂。表观呈浅黄色、质纯、颗粒多为棱角~次棱角状、无任何胶结物、具机械压实现象,感观密度较大、遇水松散坍塌。两侧泥浆坑开挖后,坑内地下水深度在2-3m左右,属地表潜水。施工地段的工程地质与水文地质条件均不利于非开挖定向钻施工。3施工过程8榆补路定向钻穿越工程，2010年09月03日设备进场,2010年09月04日开工，2010年09月15完成管线回拖。施工穿越一条公路和一条天然气管线。由于场地条件限制，使用的钻机设备为SD-120
5、0，钻机最大回拖力120吨，附近有高压电网，导向系统用的有线导向，导向钻头使用的是鸭嘴形钻头，扩孔器使用的是流道式挤压扩孔器。4施工工艺流程及存在困难一般非开挖定向钻铺管施工工艺流程为:导向钻进、回扩孔、回拖管就位。根据工艺流程,本工程存在的主要困难有：(1)砂层中导向钻孔施工过程造斜难、纠斜难,特别是本工程导向钻孔全在砂层中长度达到346m,对于非开挖定向钻施工来说尤其困难;(2)砂层松散易塌,回扩难以成孔,特别是本工程铺设DN711mm钢管,在砂层中回扩孔径将达到1000mm,保持砂层中孔壁的稳定是极为困难的;(3)砂层吸附力强，在砂层中回拖管摩阻力特别大,特别是本工程受场地限制
6、只能采用中型非开挖设备,设备回拖力相对有限,但拟铺设的DN711mm钢管长度达346m,仅管材自重就达274.22吨。若采用常规工艺,仅凭中型非开挖钻机的生产能力在砂层中回拖如此大口径、长度的钢管难度极大。5施工中各关键环节采取的主要技术控制措施⑴导向钻进施工8导向孔轨迹的控制至关重要。一般要求导向轨迹要平缓、渐进、轨迹平滑,才有利于管道的回拖。在砂层中进行导向钻进时,鸭嘴式导向钻头尖端部分有一束泥浆射流射入砂层。此时,松散的砂层受冲刷后呈现流砂状态,稳定性减弱。鸭嘴式导向钻头前端具有造斜和纠斜功能的斜掌从砂层中得到的反作用力也随着减弱,造成导向孔钻进施工时造斜和纠斜困难。为解决这一
7、问题,我们把导向钻头的斜掌加宽,由原来的0.2m宽加宽到0.25m宽,以此增加导向钻头和流砂的接触面,改善和提高斜掌造斜和纠斜的能力,从而达到导向钻头能在砂层中沿预定的钻孔设计轨迹延伸,保证导向精度。⑵回扩孔施工由于该程拟铺设管道直径为711mm,根据扩孔直径的计算公式:D=KD0,本工程中取:K=1.4，D0=,711mm,计算可知:最佳终孔直径D=1000mm方能满足铺管要求。要想实现在砂层中将孔洞从ø210mm(导向钻孔孔径)扩大到&o
