定向钻技术施工大管径管道穿越泥岩地层技术措施
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管道定向钻穿越施工工艺技术方案此次工程我方只负责穿越工程,不负责穿越管线预制、试压、通球等工作。
此次施工方案只编制穿越部分,为加快施工,确保工程按工期反复论证、计算、确定施工方案。
1 施工方法的选择:本工程为****市xx省道天然气管道穿越工程,根据设计要求、定向钻机性能及现场情况,决定采用DDW320定向钻机。
1.1 钻机主要性能参数DDW320定向钻机:DDW320机身长度 5.4m机向宽度 2.3m高度 2.0m重量9.2 t泥浆流量320L/min钻杆重量55kg发动机功率145kw行走速度3Km/h最大扭矩12KNm实际推进力32 t实际回拖力32 t钻杆长度3m钻杆外径73mm水压8Mpa1.2 钻机技术特点:A、设备机械化程度高,结构布局合理,整体性好。
B、结构简单易于操作。
C、钻机倾角可调,适应不同铺设管线设计深度和不同施工场地条件。
D、钻机具有足够的回拉力和较大的回转扭矩,满足反扩拉管要求。
E、易于随时监测钻进方向,调整孔底钻头,控制钻进轨迹。
F、及时监测钻进参数和地层变化。
2 施工方法特点:2.1 精确性。
拖管轨迹准确、精度高,满足设计要求。
2.2 方向可控性。
在整个施工过程中,随时可确定管线的位置及埋深,这是传统的顶管工艺所达不到的。
2.3 铺管速度快,施工周期短。
同样长度及管径的管线,施工时间是普通顶管线施工时间的1/5。
2.4 广泛的适应性。
适用于复杂的地质结构,如乱石、回填土等,适用于地下管网分布复杂的地段。
2.5 不阻碍交通,不污染环境,对路面及河道无损害。
2.6 铺管质量高,由于基本没有破坏原有土质结构,无须进行地下水防范和软土层的加固措施,避免了土壤沉降过程对管道的应力破坏。
2.7 具有较好的经济效益。
管径越大,埋深越深,周边环境越复杂,经济效益越明显。
3 施工工序及施工工艺:施工工序概括为:施工准备→设计钻进轨迹→测量放线→整修进场便道→三通一平→施工现场布置→设备进场→设备调试→试钻→工艺施工→设备撤场→恢复地貌→竣工验收。
定向钻穿越施工的关键技术与措施摘要随着城市建设的不断发展,天然气的应用和使用越来越多地得到更多人的青睐,然而天然气产地与消费地的不一致性,使得用管道长距离输送天然气成了一个途径,然而在输送过程中不可避免地要经过包括铁路、河流、山地等障碍物。
因此,穿、跨越施工技术得到了广泛的应用。
那么如何确保施工顺利实施和施工质量呢?本文结合自己的施工过程,就定向钻穿越施工的关键技术与措施进行探讨。
关键词1 定向钻穿越施工的关键技术与措施1.1 导向孔的选择(如示意图)导向孔在钻进过程中偏离设计穿越曲线的原因:1)钻机就位方位与管线设计穿越方位有偏差。
2)受外部磁场的影响,计算机采集的数据非钻头的真实位置。
1.2 针对以上造成曲线偏移的原因,可以采取相应措施进行预防例如,在宝静大工程宝坻大白庄柏油路及灌溉渠DN800钢管定向钻穿越工程中,我们选择入土点安放钻机设备,钻地场地为60m×60m,泥浆池为20m×20m。
钻机场地中钻机基础做0.3m厚、20m长、30m宽的碎石或素混凝土垫层。
挖地锚坑:长 4.0m、宽 4.0m、深 1.7m,用C20素混凝土浇注;预留地锚空间(2.8m×1.8m×1.2m)。
这是根据管线穿越中心线计算出的钻机的位置,以保证钻机就位方位与设计管线中心线的重合。
除了钻机位置的影响,还要注意外部磁场的影响。
例如:在津晋高速B段穿越盐场施工中,我们首先在地面上标出强磁场地面信标(如下图)。
采用人工磁场,即在穿越中心线两侧布设的闭合线圈,这样所布线圈不受外部磁场的干扰,可以准确无误的将钻孔数据反映出来,当探头到达此闭合的线圈区域内,接通直流电源产生磁场,通过人工磁场可以测得穿越轴线的左右偏移和穿越标高。
由于人工磁场在地磁场受干扰的情况下可以提供准确的管线穿越方位角,在地磁场不受干扰的情况下可以校正控向方位角的正确性,从而能够很好的控制导向孔与设计穿越曲线偏移,并能保证穿越曲线的平滑性。
长距离、大口径钢管水平定向钻穿越施工工法长距离、大口径钢管水平定向钻穿越施工工法是一种用于在地下建设中进行隧道通道、输水管道等工程的施工方法。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
一、前言长距离、大口径钢管水平定向钻穿越施工工法是一种先进的地下工程施工方法,它通过钢管进行水平定向钻孔,完成巨大跨度和大口径的工程建设。
二、工法特点该工法具有以下特点:节省施工时间和成本,减少对地表的破坏,适用于各类地质条件,施工过程可控性强,适用范围广,施工效率高。
三、适应范围该工法适用于建设隧道通道、地下输水管道等工程,在不同地质条件下都能发挥其优势。
四、工艺原理该工法主要利用水平定向钻穿越技术,通过钢管进行水平定向钻孔,克服地下阻力,实现施工的目标。
该工法采取多项技术措施,如导向装置、冲击钻头、钻斗等,以实现施工过程的可控性。
五、施工工艺该工法的施工过程包括勘察设计、设备安装、导向钻进、钻孔、钻杆安装、钻孔补偿、套筒安装、钢管铺设等各个阶段。
每一阶段都有具体的操作步骤和注意事项。
六、劳动组织施工过程需要合理的劳动组织安排,包括施工人员的分工、协调和指导,以确保施工进度和质量。
七、机具设备该工法需要使用导向钻具、钻杆、冲击钻头、钻斗、钢管铺设机等机具设备。
这些设备具有特殊的结构和功能,能够满足施工工艺的要求。
八、质量控制为了保证施工过程的质量,需要采取一系列质量控制措施,包括施工过程中的检测、监控和验收,以确保施工质量达到设计要求。
九、安全措施施工过程中需要注意安全事项,特别是对施工工法的安全要求。
需要采取必要的措施,如安全防护、员工培训、监测等,以降低施工中的危险因素。
十、经济技术分析根据实际工程经验和成本分析,可以对该工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析,以便进行评估和比较。
十一、工程实例通过介绍实际应用的工程案例,可以进一步验证该工法的可靠性和可行性,为读者提供工程实践的参考。
管线定向钻穿越施工方案管线定向钻穿越施工方案穿越施工时首先进行施工现场进场道路及施工场地的修筑与平整,随后在出土端的施工作业带内进行穿越管道的预制施工(完成组对、焊接、防腐、试压等)。
与此同时,将钻机、发电机组、控向系统、泥浆系统进行就位安装、连接调试。
设备安装调试完成后立即进行穿越施工。
穿越施工前将顶管机与钻机连接开始出、入土端钢套管的安装,套管安装采用“顶管法”。
然后经过6次的预扩孔和1次清孔后,钻机牵引已预制完成的管线开始回拖,直至管线钻出地面后,穿越施工完工。
1.1 定向钻穿越工艺流程1.2 设计交桩及测量放线施工前,与设计就穿越点位置进行仔细交桩,明确管道的穿越位置及控制坐标。
根据设计交桩与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线,确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线。
1.3 进场道路及施工场地平整从施工场地附近的塘边路修筑一条130m×8m的施工便道进入土点施工现场,穿越入土点及修筑的施工便道均在鱼塘里,塘内需要进行抽水晾晒,并铺垫平整出50m×60m的施工场地,在场地附近需要开挖一个40m×40m×2m的泥浆池。
在出土点平整50m×60m的施工场地,并开挖30m×30m×2m 的泥浆池。
1.4 地锚基础的安装1.4.1入土点采用组合基础的方式来承受管道回拖时的最大回拖力,前面的基础采用钢管桩基础,共需打入16根钢管桩,使用槽钢及钢板,把钢管桩连接起来,使其成为一个整体。
在钢管桩基础拉后面埋设8个地锚。
示意图如下:钢管桩钻机基础地锚坑穿越方向15m基础连接部部1.4.2出土点采用组合基础的方式来锚固钻机,基础采用沉箱做基础,沿沉箱周围共需打入4根钢管桩,并把钢管桩和沉箱焊接连接起来,使其成为一个整体。
在沉箱基础拉前、后面各埋设2个地锚。
1.5钻机选取及配套设备就位1.5.1施工过程中先将钻机就位在穿越中心线位置上,钻机就位完成后,进行系统连接、试运转,保证设备正常工作。
定向钻施工方案一、项目概述本项目旨在通过定向钻技术,完成某市区新建供水管道的铺设工作。
管道总长度为500米,直径为600毫米,穿越地质主要为粘土层和砂层。
二、施工准备1. 施工前需进行详细的地质勘察,了解地下岩层结构、水位情况及现有管线分布。
2. 根据勘察结果选择合适的定向钻机型和配套设备。
3. 制定应急预案,包括遇到坚硬障碍物、地下水位突然变化等情况的处理措施。
4. 对施工人员进行安全培训,确保每位员工都了解操作规程和应急措施。
三、施工流程1. 钻孔起始点定位:根据设计图纸和现场实际情况,确定钻孔的起始位置,并进行标记。
2. 钻导向孔:使用定向钻机沿预定轨迹钻设导向孔,过程中实时监控钻头位置,确保轨迹精准。
3. 扩孔作业:完成导向孔后,更换钻头进行扩孔作业,直至达到预定的管道外径。
4. 拉管安装:将预制的管道连接至钻杆,通过扩好的孔道将其拉入到位。
5. 施工检测:管道安装完成后,进行压力测试和渗漏检测,确保管道安装质量。
6. 现场恢复:施工结束后,对施工区域进行清理,恢复地面原貌。
四、安全措施1. 施工现场设置明显的警示标志和隔离区,防止无关人员进入。
2. 施工期间,定期检查设备运行状态,及时发现并处理潜在的安全隐患。
3. 对于特殊地质条件下的施工,应采取加强措施,如增加支撑、调整钻进参数等。
4. 确保所有工作人员都配备必要的个人防护装备,如安全帽、安全鞋、反光背心等。
五、质量控制1. 施工过程中,严格按照施工规范和操作程序进行。
2. 对所有施工材料进行质量检验,不合格材料一律退回。
3. 施工过程中的每一个环节都要有详细的记录,便于后期的质量追溯。
4. 定期组织技术交流会,总结经验教训,不断提高施工质量。
六、环境保护1. 施工过程中,采取措施减少噪音和扬尘的产生。
2. 废弃物料要分类收集,按照环保要求进行处理。
3. 保护周边环境,避免施工活动对周围居民生活造成影响。
七、结语。
大口径管道水平定向钻穿越碎石粘土层施工技术作者:沈平吴云林来源:《科技资讯》 2013年第1期沈平吴云林(中石化管道储运公司工程公司江苏徐州 221008)摘要:文章概述了管道水平定向钻穿越碎石粘土层的特点,详细论述了东苕溪定向钻穿越碎石粘土层的地层状况、钻机选择、钻具组合、控向措施、泥浆控制、钻进工艺以及导向孔钻进、扩孔、回拖阶段的应急预案,通过具体实施,大口径管道首次成功采用水平定向钻技术穿越了碎石粘土层。
关键词:大口径管道定向钻穿越碎石粘土层中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(a)-0051-021 工程概况东苕溪穿越工程是川气东送管道工程建设的难点,也是整个川气东送管道建设的难点之一,该工程位于湖州南浔区,穿越地层复杂,主要以含粘性土碎石、全风化粉砂岩等组成。
其中碎石粘土层近500 m,是保障川气东送管道主线按期贯通的瓶颈工程。
该工程由华东管道工程有限公司承担施工任务。
东苕溪穿越入土点位于浙江湖州杨港村东苕溪东大堤东侧约150 m农田处,出土点位于浙江湖州菰城村东苕溪西大堤西侧约200 m农田处。
穿越水平长度579.20 m,实长581.60 m,入土角9°,出土角6°,穿越曲率半径为1524 m,穿越段管线的最大埋深为26.8 m(入土点至最大埋深管底)。
主管线设计采用Φ1016×26.2 mm×70的直缝埋弧焊钢管,管线设计输送压力为10 MPa。
根据《南浔段东苕溪(A)穿越岩土工程勘察报告》及定向钻穿越对地质条件的要求分析,软地层很薄,河床以下只有2 m多的土层,但这次川气东送的管径为Φ1016 mm,如果在土层中穿越又达不到管线的埋深设计,不利于安全,因此管道应深置于含碎石粉质粘土、强风化粉砂岩层中,这样穿越成功后,管道与河水互为两个独立的系统,安全性好。
但在这种含碎石粉质粘土、强风化粉砂岩层中穿越的特点是两侧为软地层中间段为碎石层和硬地层,地质条件复杂水平定向钻穿越难度极大。
定向钻技术施工大管径管道穿越泥岩地层的技术措施关键词:水平定向钻、泥岩、大管径、技术措施、穿越工程摘要:原油管网俄油引进配套庆铁线扩能改造工程第四标段内汽车产业区特殊区段定向钻穿越工程,穿越管线为南北走向,采用大型定向钻两管同拖φ813mm+φ114mm方式穿越。
随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强,开挖路面进行各类地下管线施工导致的社会问题,交通问题和环境污染问题已越来越受人民的关注,城市限制开挖施工的法规已陆续出台。
采用水平定向钻穿越技术进行管线穿越施工,是城市市政建设和电气化管网改造,通讯光缆敷设,油气管道和穿越大中小型江河、湖泊、经济作物区以及不可拆迁建筑物的最佳选择,是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。
随着定向钻技术的不断发展,在施工过程中遇到的地层也将越来越复杂,本文结合工程实例就定向钻技术施工大管径管道穿越泥岩地层中的一些技术要点和技术措施进行描述。
一、工程概况及水文地质条件中国中东部原油管网俄油引进配套庆铁线扩能改造工程,起点为大庆分输站,终点为铁岭分输站。
本工程为原油管网俄油引进配套庆铁线扩能改造工程第四标段内汽车产业区特殊区段定向钻穿越工程,穿越管线为南北走向,采用大型定向钻两管同拖φ813mm+φ114mm方式穿越。
根据地质报告显示穿越地貌单元为冲积平原,场地地势较平坦,穿越地层主要为:①杂填土:主要由粘性土、碎石、砖块等组成;②耕土:主要由粘性土组成,包含大量植物根系;③-1粉质粘土:黄褐色,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,可塑;③-2粉质粘土:黄褐色,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,硬塑,局部可塑;④泥岩:黄褐色~紫红色,泥质结构,块状构造,节理裂隙发育,岩芯呈短柱状,锤击可碎,强风化。
本工程穿越经过地层主要是在泥岩中穿越,泥岩的抗压强度按地质报告揭露其抗压强度为0.6~1.7MPa。
二、施工主要技术要点分析1、导向孔施工过程中,穿越段泥岩层对导向钻头的反作用力大,导向孔造斜和纠斜难,容易造成导向孔轨迹与设计轨迹发生较大偏差,如何采取措施保证施工后导向孔参数达到施工要求。
管道定向穿越施工方案一、方案概述本管道定向穿越施工方案适用于土壤条件良好,无大型岩石、高压水层等地质难点的情况下进行管道穿越施工。
本方案通过先进的定向钻探技术,以及合理的施工方法和措施,实现管道的准确定位和无损穿越施工。
二、施工过程1. 前期准备工作(1)进行现场勘测,确定穿越管道的起止点、管道类型和规格等。
(2)制定施工方案,包括钻探井底工艺、钻探机械选择和作业区域的划定等。
(3)清理施工现场,保证施工区域的安全和通畅。
2. 钻探井底工艺(1)根据穿越管道的管径和所需的钻井规格,选择合适的钻头和钻杆。
(2)钻井过程中,在钻具上加装导向设备,确保钻孔的方向和位置准确。
(3)根据实际情况调整钻孔的方位和井深,以确保钻孔能够准确穿越目标管道。
3. 施工方法和措施(1)进行导向孔钻探,直至达到预定的井深。
(2)通过井口反压等措施,控制钻井液的压力和流量,防止井壁塌方和井喷事故的发生。
(3)当钻孔到达目标管道下方时,通过调整钻头方位和井深,实现钻孔与目标管道的准确对齐。
(4)通过旋转和推进钻杆,将钻孔延伸到目标管道上方,直至钻头顶开管道。
4. 成品管道安装(1)在钻孔通过管道后,检查管道的完整性和质量,确保无损穿越。
(2)将预制好的管道部件通过钢丝绳等吊装工具降入钻孔,注意控制下降速度,避免对管道造成损伤。
(3)将管道部件与钻孔连接,采取合适的密封和固定措施,确保管道的牢固性和密封性。
(4)在管道安装完成后,进行必要的压力和泄漏测试,确保管道的安全运行。
5. 后期工作(1)清理施工现场,将废弃物按规定进行分类和处理。
(2)制作施工记录和竣工报告,记录施工过程和技术参数,为后续施工提供参考。
三、安全措施1. 钻井作业中,严格执行操作规程,保证施工人员的人身安全。
2. 定期对钻探设备进行检查和维护,确保其正常运行和安全可靠。
3. 加装防喷装置,防止井喷事故的发生。
4. 在施工区域设置警示标志和安全护栏,防止外来人员误入作业区域。
1定向钻穿越施工技术措施1.1基本规定1)本施工除满足设计文件要求外,还应符合有关施工技术规范、规定要求以及国家、当地的政策和法规。
2)施工前应征得规划、环保、国土等相关部门的认可并取得相应协议后方可施工。
3)材料进场前,应提供相应的出厂质量说明书、按相应标准的检验合格证及外观检察,若有不符,应予以拒收。
1.2测量放线1)测量放线时,应根据本工程穿越施工图设计的穿越控制桩及线路定位桩坐标点,引出相对坐标点和标高,测量、放出定向钻入土、出土点位置。
2)应针对泥浆池、钻机场地等,进行放线并做出标记。
3)发现出入土端施工场地和管道中线及20m宽施工作业带内有地上地下建构筑物时,应及时与相关部门联系,协商解决干扰的措施。
1.3布管及组对钢管布管及组对应严格按《油气长输管道工程施工及验收规范》(GB50369-2014)、《油气输送管道穿越工程施工规范》(GB50424-2015)、《石油天然气建设工程施工质量验收规范管道穿跨越工程》(SY4207-2007)的要求执行。
穿越管道应尽量选取质量较好,长度较长的钢管,以减少中间环向焊缝。
组对时应尽量选取端部椭圆度相近的钢管组对。
1.4控向系统要求控向系统具有的功能:图形化人机界面;钻孔轨迹实时测量;较强的抗磁场干扰能力;满足本工程穿越长度和深度内的控向精度要求。
控向操作应由经过培训合格的人员操作;每钻进一根钻杆宜采集一次控向数据。
每根钻杆角度偏差应小于0.8°,四根连续钻杆累计偏差应小于2.2°。
导向孔钻进过程中的钻机扭矩、泥浆排量,转速、钻压应保持平稳,遇到问题应进行分析,确定了问题症结及其采取的措施后,再行钻进。
应保证钻进技术参数均匀,平稳推进。
避免憋压、重钻。
导向孔实际曲线与设计穿越曲线的偏差应符合下表规定。
1.5扩孔扩孔过程中,如发现空转扭矩超过2.5×104Nm,宜采取洗孔作业;洗孔结束后,再继续进行扩孔;扩孔结束后,如发现扭矩、拉力仍较大,可再进行洗孔作业。
管道定向钻穿越工程施工方案
一、工程概述
在现代城市建设中,管道的布置常常会受到地理环境、交通道路等诸多因素的限制,为了避免繁琐的拆迁、避让工作,管道定向钻穿越技术应运而生。
本文将针对管道定向钻穿越工程的施工方案进行详细阐述。
二、施工准备
1.确定穿越点位置:根据管道布置图、地质勘测报告等资料确定穿越
点位置。
2.开展现场勘察:对穿越区域进行现场勘察,了解地质情况、地下管
线分布等情况。
3.设计施工方案:由专业工程师设计施工方案,包括钻机选择、工程
进度计划等。
三、施工流程
1.钻孔准备:选择合适的钻机和钻头,在确定的穿越点位置开始进行
钻孔准备工作。
2.管道铺设:通过钻孔将管道引入,一步步推进到目标位置。
3.管道连接:在达到目标位置后,进行管道的连接和密封工作。
4.收尾工作:完成管道布置后,进行现场清理以及对施工口进行封闭
处理。
四、施工注意事项
1.安全第一:施工过程中严格遵守安全操作规程,保障施工人员的安
全。
2.环境保护:在施工过程中注意减少对周围环境的影响,做好污水处
理和垃圾清理工作。
3.质量控制:严格按照设计方案进行施工,保证管道的安全运行和可
靠性。
4.合理利用资源:合理安排施工时间和人员,充分利用资源,提高施
工效率。
五、施工总结
管道定向钻穿越工程作为一种先进的管道施工技术,为城市建设提供了更加灵活便捷的管道布置方式。
通过本文详细介绍的施工方案和流程,相信可以为相关从业人员提供实用参考,推动管道定向钻穿越技术的发展和应用。
定向钻施工方法及主要技术措施
定向钻施工方法是一种非开挖施工方法,通过导向孔的钻进和扩孔,形成所需的管道或通道。
以下是一些主要技术措施:
1. 现场勘察及测量:在施工前进行现场勘察,了解场地地形、地貌、地下管线等,并进行精确测量,确定钻孔位置和深度。
2. 设备安装:根据施工要求选择合适的钻机、泥浆泵等设备,并进行安装和调试。
3. 泥浆配置:根据地层土壤的特性,选择合适的泥浆材料,配置出具有良好护壁、润滑和排渣效果的泥浆。
4. 导向孔钻进:按照设计轨迹线,使用导向钻头进行钻进,并注意控制钻进速度和角度,确保钻孔位置和深度的准确性。
5. 扩孔:导向孔钻进完成后,进行扩孔施工,将孔径扩大到所需尺寸。
根据地层土壤的特性,选择合适的扩孔器并进行相应调整。
6. 管道铺设:扩孔完成后,将所需的管道或通道铺设在孔内,并采取措施将孔与管道或通道之间进行密封连接。
7. 回填:完成管道或通道铺设后,进行回填施工,将场地恢复原状。
在定向钻施工过程中,需要注意以下几点:
1. 控制钻进速度和角度,避免出现钻孔偏斜或错位。
2. 注意泥浆的循环和净化,保持泥浆性能的稳定。
3. 根据地层土壤的特性,选择合适的钻头、扩孔器和管道材料等。
4. 严格遵守施工规范和安全要求,确保施工质量和安全。
5. 在施工过程中,应注意环境保护和废水的处理,避免对周围环境和地下水造成污染。
大口径定向钻进管线穿越施工工法大口径定向钻进管线穿越施工工法一、前言大口径定向钻进管线穿越施工工法是一种在地下进行管线穿越施工的技术,能够有效解决地下管线施工中的困难与挑战。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面进行详细介绍。
二、工法特点大口径定向钻进管线穿越施工工法的特点包括:高效快速、节约成本、不破坏地表、穿越距离可达数百米、适用于各类地质条件、能够穿越多个管线等。
这些特点使得该工法在油气、水利、环保、市政等领域得到广泛应用。
三、适应范围大口径定向钻进管线穿越施工工法适用于各类地质条件,包括岩石、土层、粉砂土等。
施工对象可以是不同类型的管线,如给水管线、燃气管线、油气管线等,且管径范围较宽。
四、工艺原理大口径定向钻进管线穿越施工工法通过钻机在地下进行定向钻进,钻孔钻越穿越点,然后在地下抬高钻杆头部与地上出口相连,最后将管道通过钻杆从地下拉进地上。
这一工艺原理利用了钻机的穿越能力和管道的自重,实现了管线在地下的穿越。
五、施工工艺大口径定向钻进管线穿越施工工法主要包括以下几个施工阶段:现场勘察与设计、钻孔准备、定向钻进、管道拉进和管道连接。
这些阶段相互关联,需要各项工序合理组织,确保施工的顺利进行。
六、劳动组织在大口径定向钻进管线穿越施工中,需要合理组织工人的劳动力量,根据实际情况确定施工队伍的规模和分工,并制定详细的工作计划和施工进度,确保施工任务能够按时完成。
七、机具设备大口径定向钻进管线穿越施工过程中需要使用一些特殊的机具设备,如钻机、承力结构、钻杆、钻头、拉索等。
这些机具设备具有特定的特点和性能,需要合理使用和维护,以确保施工的顺利进行。
八、质量控制在大口径定向钻进管线穿越施工中,需要采取一系列质量控制措施,包括现场施工监督、施工质量检验与评估、施工记录与档案管理等,以确保施工过程中的质量达到设计要求。
九、安全措施大口径定向钻进管线穿越施工中,需重视安全事项,采取一系列安全措施,如严格遵守施工操作规程、配备必要的安全设施、进行安全交底和培训等,以确保施工过程的安全。
定向钻穿越施工技术措施定向钻穿越施工技术措施是一种在地下穿越障碍物的施工方法,通常用于铺设各类管道、电缆等工程。
其主要特点是在不同的地质条件下,能够实现障碍物的穿越而不破坏土层结构。
以下是一些关键的技术措施,用于实施定向钻穿越施工。
首先,对于定向钻的选择,应根据具体工程需要,考虑障碍物的类型、地质条件、工程要求等因素。
通常有水平定向钻、曲线定向钻、垂直定向钻等几种选择,需要根据具体情况来决定。
选用合适的定向钻机能够提高施工效率和穿越质量。
其次,针对地质条件,应进行详细的勘察和地质分析,以确定地层的类型、性质和变化情况。
这对于选择合适的钻头和钻具、制定合理的钻井参数非常重要。
同时,也需要充分考虑地层的稳定性和承载能力,以避免因穿越过程中地质问题引起的事故。
第三,制定合理的施工方案和操作规程,包括钻井的深度、角度和方向等,以及进钻速度、钻具的选择和更换、钻孔内循环泥浆的处理等。
这些措施需要根据具体情况进行调整,以确保施工过程的顺利进行。
第四,进行适当的地下探测和预探工作,包括地下管线的探测和勘察、障碍物的形状和位置的确定等。
这些信息对于避免障碍物破坏和穿越的准确性非常重要,需要准确地标记出来,并在施工过程中进行监测。
第五,采取有效的控制措施,包括在钻井过程中监测钻头的位置和偏移等,以及监控钻孔的大小和形状。
当发现异常情况时,需要及时采取纠正措施,以确保施工的安全和顺利进行。
最后,定向钻穿越施工需要进行适当的质量检测和验收工作,检验穿越质量和施工结果的合格性。
这包括对穿越孔的直径、形状和位置的检测,以及穿越孔墙面的质量评估等。
只有经过合格的验收,才能算是一次成功的定向钻穿越施工。
总之,定向钻穿越施工技术措施是一项复杂的工程,需要在充分考虑地质条件、障碍物的特点和实际要求的基础上进行。
只有严格按照规程和操作要求进行施工,保持施工过程的安全和顺利,才能达到预期的效果。
定向钻穿越施工技术的不断创新和提高,将为地下工程的开展提供更多的便利和可行性。
对长距离天然气管道定向钻穿越岩石层施工工艺的探讨
长距离天然气管道在跨越岩石层时,常采用定向钻穿越技术进行施工。
在施工中,需要注意多种因素,如钻具选择、泥浆循环、钻孔地质采样、水力打砂等。
下面本文将对长距离天然气管道定向钻穿越岩石层施工的工艺进行探讨。
一、钻具选择
定向钻穿越岩石层的施工中,选择适宜的钻具是至关重要的。
长距离天然气管道的定向钻穿越施工要求深孔高速钻探,为此需要采用高强度的钻头和钢丝绳钻杆。
在施工中,由于应力和振动的作用,需要选择更加耐磨耐久的硬质钻头。
二、泥浆循环
定向钻穿越岩石层的施工需要用泥浆进行循环,清洗钻头,冷却钻杆。
泥浆循环还能够减少砂石堆积,防止钻头卡住。
合理选择泥浆的比重、黏度、氧化还原电位等因素,能够显著提高施工效率和深钻速度。
三、钻孔地质采样
在定向钻穿越岩石层的施工过程中,钻孔地质采样是非常必要的。
采用钻孔岩芯采样能够获得具有代表性的样品,对于岩石的物理力学性质和化学组成分析有重要作用。
采样过程中,需根据岩层的不同类型和厚度,选择科学合理的取样位置和类型。
四、水力打砂
定向钻穿越岩石层的施工中,常采用水力打砂技术。
水力打砂能够加速钻进,降低钻头的耗损率,提高施工效率。
在施工中,根据不同的钻进深度和岩层类型,合理选择硬度较高的石英砂,保证水砂比、流量、喷嘴间距等参数的适宜性。
总之,长距离天然气管道定向钻穿越岩石层的施工工艺不仅需要选择适宜的钻具和泥浆,还需要实施钻孔地质采样和水力打砂等技术手段。
只有在各方面因素的合理配合下,才能够保证施工的质量和效率。
对长距离天然气管道定向钻穿越岩石层施工工艺的探讨长距离天然气管道的施工中,常常需要穿越岩石层。
岩石层的高硬度和强度使得传统的开挖方式难以实施,因此采用定向钻穿越技术成为一种常见的选择。
定向钻穿越技术是指通过钻机将井孔从地面钻进岩石层,并在地下进行穿越。
这种技术主要由下列几个步骤组成:预处理、钻设备选择、钻孔设计、钻井施工和钻孔控制等。
在预处理阶段,需要进行详细的地质勘测和岩石层性质分析,确定岩石的硬度、厚度、裂隙和断层情况等。
这些信息可以帮助工程师选择合适的钻设备和设计钻孔。
钻设备的选择是决定穿越效果的重要因素。
一般来说,选择具有足够推进力和扭矩的钻机,能够满足岩石层穿越的要求。
还需选择适当的钻头和钻杆,以适应不同的岩石情况。
钻孔设计是根据岩石层的特点和穿越要求来确定的。
主要包括孔径、倾角、弯曲半径和穿越长度等参数的确定。
根据实际情况,可以选择直线穿越或弧形穿越。
钻井施工是指钻机在井孔中进行钻削作业的过程。
根据钻孔设计,操作人员需要将钻杆逐渐推入井孔中,并通过旋转和冲击力将岩石削除。
需要不断排出钻屑和冷却钻头。
钻孔控制是确保钻孔走向正确的关键。
工程师需要根据实时数据进行监测和调整,以保持钻孔的方向和倾斜角度。
常用的钻孔控制技术包括磁钢测向、地磁测向和惯性测向等。
在长距离天然气管道定向钻穿越岩石层的过程中,还需根据实际情况采取一些措施来确保施工的顺利进行。
可以进行地质勘探和岩石试采,获得更准确的岩石层参数;在设计钻孔时考虑避免断层和裂隙,以减少钻孔偏斜。
长距离天然气管道定向钻穿越岩石层施工工艺的探讨可归纳为预处理、钻设备选择、钻孔设计、钻井施工和钻孔控制等几个关键步骤。
通过科学合理的施工工艺和控制措施,可以有效地穿越岩石层,实现天然气管道的顺利建设。
定向钻技术施工大管径管道穿越泥岩地层的技术措施关键词:水平定向钻、泥岩、大管径、技术措施、穿越工程摘要:原油管网俄油引进配套庆铁线扩能改造工程第四标段内汽车产业区特殊区段定向钻穿越工程,穿越管线为南北走向,采用大型定向钻两管同拖φ813mm+φ114mm方式穿越。
随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强,开挖路面进行各类地下管线施工导致的社会问题,交通问题和环境污染问题已越来越受人民的关注,城市限制开挖施工的法规已陆续出台。
采用水平定向钻穿越技术进行管线穿越施工,是城市市政建设和电气化管网改造,通讯光缆敷设,油气管道和穿越大中小型江河、湖泊、经济作物区以及不可拆迁建筑物的最佳选择,是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。
随着定向钻技术的不断发展,在施工过程中遇到的地层也将越来越复杂,本文结合工程实例就定向钻技术施工大管径管道穿越泥岩地层中的一些技术要点和技术措施进行描述。
一、工程概况及水文地质条件中国中东部原油管网俄油引进配套庆铁线扩能改造工程,起点为大庆分输站,终点为铁岭分输站。
本工程为原油管网俄油引进配套庆铁线扩能改造工程第四标段内汽车产业区特殊区段定向钻穿越工程,穿越管线为南北走向,采用大型定向钻两管同拖φ813mm +φ114mm方式穿越。
根据地质报告显示穿越地貌单元为冲积平原,场地地势较平坦,穿越地层主要为:①杂填土:主要由粘性土、碎石、砖块等组成;②耕土:主要由粘性土组成,包含大量植物根系;③-1粉质粘土:黄褐色,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,可塑;③-2粉质粘土:黄褐色,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,硬塑,局部可塑;④泥岩:黄褐色~紫红色,泥质结构,块状构造,节理裂隙发育,岩芯呈短柱状,锤击可碎,强风化。
本工程穿越经过地层主要是在泥岩中穿越,泥岩的抗压强度按地质报告揭露其抗压强度为0.6~1.7mpa。
二、施工主要技术要点分析1、导向孔施工过程中,穿越段泥岩层对导向钻头的反作用力大,导向孔造斜和纠斜难,容易造成导向孔轨迹与设计轨迹发生较大偏差,如何采取措施保证施工后导向孔参数达到施工要求。
2、导向孔施工结束后,在扩孔过程中如何保证扩孔后管道曲线不偏离导向孔施工的曲线问题。
3、泥岩层内扩孔施工较困难,如何保证扩孔的顺利施工及扩孔后采取什么措施将泥岩碎块携带出孔外。
4、施工过程中,如何保证施工顺利进行,避免出现抱钻、卡钻事故的发生。
三、施工中采取的技术措施1、优化设计由于原设计采用的是φ813mm输油主管与φ114mm光缆管分别穿越施工,而由于施工现场条件的限制,没有进行两次穿越的施工场地,只能将φ813mm输油主管与φ114mm光缆管进行两管同拖的施工工艺,所以针对该情况,取得设计院及业主的同意后,在保证管线埋深的前提下,结合现有施工设备的实际情况,将原设计曲线进行部分优化。
⑴原设计入土角为9°,由于美国奥格dd-440钻机最小入土角度为10°,所以将原设计入土角9°更改为10°,以便于我们施工设备的顺利施工。
⑵原设计出土角为7°,考虑到由于管线比较大,而且是两管同拖,如果出土角度偏大的话,在管线回拖的过程中管线的入洞将会非常的困难,而且管线在摆放过程中的难度也非常困难,所以将原设计出土角7°更改为4.5°。
这样对我们施工更为有利。
⑶原设计曲率半径为1220(0.813×1500),由于设计时是考虑主管与光缆管是分开施工的,所以曲率半径的取值为1220。
但是由于施工现场两边都有一根正在使用的原输油管线,已经没有条件将主管与光缆管分开施工,所以将原设计的曲率半径1220调整为1390,即(0.813+0.114)×1500。
优化后施工穿越曲线剖面设计示意图2、保证导向孔施工曲线满足施工要求的措施⑴保证钻机就位方位与设计管线中心线重合的措施。
钻机就位前,用测量仪器(如经纬仪)放出管线穿越中心线,根据穿越入土角、钻机自身尺寸(车长、车宽、轮距等)等参数计算出钻机就位的精确位置,并用白灰或用线绳予以标记,并以此标记作为钻机就位的依据。
在钻机就位过程中,除了利用白灰或线绳标记作为就位的标准外,就位过程中还要用测量仪器测量钻机就位偏差,经计算钻机就位方位相对于管线中心线的角度偏差如超过0.1°时,需根据偏左偏右情况重新调整钻机,经多次就位-测量-调整-再测量,直到偏差控制在0.1°范围内。
钻机就位后,计算出精确的偏差数值,在开始钻导向孔时及时设置好软件的计算参数,调整偏差,保证导向孔轨迹与设计穿越曲线重合。
⑵外部磁场对方位角的影响及控制措施根据现场确定的外部磁场的位置,在钻孔时,探测器到达外部磁场前,钻孔方向不能出现过大的左右偏移量,保持实际方位角与控向方位角的偏差在允许的范围内,在进入外部磁场时,实际方位角发生变化,此时的方位角与控向方位角不同,钻进时暂不考虑干扰后的方位角而直接按直线钻进,在进行数据测量时,根据控向工具面的位置输入与控向方位角接近的方位角。
钻头穿越过磁场干扰区后,计算机控向数据恢复正常,此时导向孔轨迹与设计穿越曲线偏差应当在许可范围内,万一两者偏差较大,首先计算出实际偏差量,然后将经过磁场干扰区的钻杆抽出后重新钻进进行偏差调整。
在已知偏差量的情况下进行调整是很容易的,通过调整消除磁场影响,使导向孔轨迹与设计穿越曲线重合。
⑶采用人工磁场钻机控向系统是依靠地磁场进行方位控制,通过钻头后面的探棒将导向孔参数传输到计算机。
地磁场容易受到地下管线、地下电缆、地面高压线等金属构件的干扰,从而造成控向参数不准确。
人工磁场是在穿越中心线两侧布设的闭合线圈,布设简单方便,在施工中既经经济又有效,其优点是它不受外部磁场的干扰,可以准确无误的将钻孔数据反映出来,当探头到达此闭合的线圈区域内,接通直流电源产生磁场,通过人工磁场可以测得穿越轴线的左右偏移和穿越标高。
通过人工磁场与地磁场左右偏差的比较,可以确定目前钻头方位角,从而确定下一根钻杆的行进方位。
由于人工磁场在地磁场受干扰的情况下可以提供准确的管线穿越方位角,在地磁场不受干扰的情况下可以校正控向方位角的正确性,从而能够很好的控制导向孔与设计穿越曲线偏移,并能保证穿越曲线的平滑性。
⑷控制人为因素造成导向孔轨迹与设计穿越曲线偏差的措施开工前,加强对控向人员与司钻操作人员的技术交底,提高工作人员的素质,加强控向人员与司钻人员相互间的配合,司钻人员以控向人员的指令为准,按照指令进行操作,防止人为操作导致钻孔出现偏移设计曲线。
控向人员应严格按照设计曲线计算每次倾角的调整度数,认真掌握并注意穿越过程中的轨迹变化,通过轨迹变化确定控向方向的变化。
从而控制导向孔轨迹与设计穿越曲线的偏移。
3、扩孔器的配置对于φ813mm主输油管与φ114mm光缆管套管的穿越施工。
根据穿越扩孔的要求:扩孔直径达到管径的1.3-1.5倍,每级扩孔相差6"-15";按照我们以前的施工情况,正常的预扩孔是按每级扩孔级差为6",如果按以前的施工方法,需要采用桶式扩孔器扩6次孔(18″、24″、30″、36″、42″、48″),最后再用42″扩孔器清孔一次。
而根据地质报告描述,此次定向钻穿越的主要地层是泥岩、为保证最佳的成孔质量及工期要求,拟定采用φ18″、φ24″、φ30″、φ36"、φ42″、φ48″板式和桶式相结合的三级扩孔、两次清孔使用,以减小扩孔扭矩和提高成孔质量,同时保证扩孔过程中孔径曲线不偏离导向孔曲线,先后逐级扩孔,最后扩孔直径达1.3倍。
三级扩孔级配:第一级扩孔:采用φ24″板式扩孔器;第二级扩孔:采用φ36″板式扩孔器+φ18″桶式扩孔器;第三级扩孔:采用φ48″板式扩孔器+φ30″桶式扩孔器;两次清孔级配:第一次采用φ42″桶式扩孔器;第二次采用φ48″桶式扩孔器;板式扩孔器及桶式扩孔器形状见下图所示。
采用上述的扩孔器配置,尺寸小的桶式扩孔器主要起的作用是保证扩孔后的管道曲线沿导向孔曲线前进扩孔,同时将上一级扩孔过程中切削下来的泥块进行粉碎,保证与泥浆充分溶解;而尺寸大的板式扩孔器的主要作用是将孔径扩大,也就是扩孔。
通过试验证明,此种扩孔器的配置,对于泥岩地层中施工能很好的减小扩孔扭矩,同时保证成孔质量。
4、泥浆配置应根据地质及时调整泥浆配比,泥浆性能取决于其成分配方,它可以润滑钻头减少磨损,可以软化地层易于钻进,同时携带钻屑返回工作坑,可以在回扩过程中稳定孔壁,可以在回扩和拖管时润滑管道,其性能的好坏,直接影响最终管线穿越的成功。
穿越泥岩应调整泥浆添加剂,改变泥浆的流变性,提高剪切力,增加泥浆的携带性能,使泥浆克服“泥抱钻”的施工现象,从而使钻进产生的阻力减小,并使钻出的孔径畅通无阻,顺利完成推力、扭力的传递,有力的保障了下道工序的进行。
在本工程穿越工程施工前,泥浆师要根据本工程的地层的特点、结构及土壤分类进行泥浆的配方研究,提出了对于本工程的地质情况,应尽量减少钻进液对地层渗水,也就是降低泥浆的失水量以及增强井壁的岩土的抗水敏性,抑制分散是最为关键的问题。
从泥浆失水量影响因素的分析和对岩土的水化性分析可以归纳出针对泥岩地层配制泥浆时的几个要点:⑴选优质土。
由于水化效果好,粘土颗粒吸附了较厚的水化膜,泥浆体系中的额自由水量大大减少,所以优质土泥浆的失水量远低于劣质土的。
⑵采用“粗分散”方法。
使粘土颗粒适度絮凝,而非高度分散,从而使井壁岩土的分散性减弱,保持一定的稳定性。
⑶添加降水剂。
na-cmc、pam等降水剂通过增加水化膜厚度、增大渗透阻力、起井壁网架隔膜作等,可使失水量明显减少。
⑷提高基液粘度。
泥浆中的“自由水”实际上是滤向地层的基浆,其粘度愈高,向地层中渗滤的速率就愈低。
⑸调整泥浆比重,平衡地层压力。
井眼中液体压力与地层中的流体的压力差是泥浆失水的动力,尽可能减少压力差,维持平衡钻进是降失水的有效措施。
泥浆的配置在整个施工过程中并不是一成不变的,要根据具体的施工情况进行调整。
具体调整的主要是根据孔道中返出的泥浆的性能进行调整。
四、结束语在本工程的施工过程中,通过采用以上的技术措施后,在工期和成本方面均取得了很好的效果。
1、科学的施工组织管理,能够提高工作效率,缩短施工工期,有效地控制施工进度,实现施工工期短的优势。
2、科学的施工技术方案是确保施工成功关键,可以减少施工材料的消耗,降低施工成本,取得较好经济效益,实现成本低的优势。