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石油天然气管道定向钻工程的施工技术与质量控制摘要：在石油天然气管道施工过程中，由于受建设环境以及施工技术的影响，石油天然气管道定向钻工程的整体施工质量依旧存在问题。
而石油天然气管道定向钻工程的施工技术作为现阶段最主要的管道穿越技术之一，可以在不需要对地表进行开挖破坏的前提下，就能够完成石油天然气管道的地下铺设，其具有施工建设周期较短、建设成本较低、对环境的污染破坏影响较小等优点，因此，管道定向钻工程的施工技术在石油天然气工程施工过程中被广泛地运用。
有关工作人员只有在石油天然气管道铺设过程中，充分地对定向钻工程施工质量进行把控，才能有效提高石油天然气管道铺设质量，从而推进石油天然气行业可持续发展，推动我国社会主义建设的发展进程。
关键词：石油天然气；管道；定向钻工程；施工质量；控制前言在管道施工过程中水平定向管道穿越工程技术可以适应多样化的自然环境，有效在复杂施工环境下保证管道工程施工整体进度得到有效推进，由于石油天然气开采，大部分处于地下环境之中，对于管道铺设的整体质量要求较高，因此石油天然气施工有关工作人员在具体完成天然气管道铺设过程中，需要充分提高对石油天然气管道铺设施工质量控制，充分运用良好的施工技术，保证石油天然气管道整体铺设质量得以按照预定目标进行，有关工作人员的具体石油天然气管道施工过程中，需要强化对石油天然气管道定向钻工程施工的应用，有效发挥石油天然气管道定向钻工程的优势，推进石油天然气管道建设整体质量提高，充分完成对石油天然气管道铺设工程安全隐患的控制，从而有效提高石油天然气管道定向钻工程施工整体质量[1]。
一、石油天然气管道定向钻工程施工在进行复杂环境的管道定向钻建设工程施工过程中，有关工作人员需要结合自然环境的特点以及管道深埋的情况，完成对定向钻施工流程的合理化设计，在进行管道铺设时，有关工作人员需要确保管道深埋距离在冲刷线2.5米后的位置，当石油天然气管道铺设需要穿越公路或铁路时，有关设计工作人员需要根据周围环境具体情况以及地质特点道完成穿越位置的合理化选择，只有在有效完成合理化管道定向钻施工穿越位置和穿越地层的制定，才能充分保证石油天然气管道定向钻施工整体有效性提升[2]。
我国于20世纪80年代初正式引进了第一台RBS 型钻机，这代表着油气管道定向钻穿越技术在我国应用的实现。
此后，在几十年间的发展中，定向钻穿越技术在我国的西气东输、川气东送等多项油气管道工程的建设中得到了非常重要的应用。
并且，随着对该技术应用范围的不断扩大，积累的技术经验也越来越丰厚，施工技术变得越来越成熟。
不过，一些新的问题也应运而生。
在油气管道定向钻穿越的勘察和设计中，均存在着各自的问题，以下笔者就结合实际来谈谈这些问题，并提出几条对策建议，以及对其施工技术进行分析，仅作抛砖引玉之用。
1 油气管道定向钻穿越勘察中存在的问题及对策(1)油气管道定向钻穿越勘察中存在的问题 虽然近年来定向钻穿越技术在我国多条重大油气管道工程建设中发挥出了重要的作用和价值，但在对其的应用过程中，也发现了越来越多的问题。
其中，问题最集中的一个阶段当属油气管道定向钻穿越的勘察阶段，其具体存在的问题主要有。
①在勘察之时未查清油气管道工程施工区域的卵石层厚度、分布以及粒径大小等资料，之所以会出现这一问题，主要是由于该区域的河床和两岸堆积物在历经长时间的冲淤后存在较大变化，若单纯依靠钻探对其进行勘察，将很难测得准确的信息。
②在勘察之时未查清油气管道工程施工区域的基岩裂隙分布情况，之所以会出现这一问题，主要是由于该区域地段的覆盖层厚度较大，很难通过直接观察进行确定，而若利用钻探等手段进行勘探，又对技术要求较高，一点不慎就可能出现误差。
③在勘察之时未查清油气管道工程施工区域的岩体强度及其变化规律，之所以会出现这一问题，主要是由于该区域的岩体在成岩过程中因受自身特点和差异风化作用的影响而存在较大变化，而在取样时又很难取到具有代表性的岩样。
(2)油气管道定向钻穿越勘察中存在问题的对策 为解决上述问题，笔者建议采取以下对策： ①在勘察时综合应用多种勘探技术，如钻探技术、工程地质测绘技术、工程物探技术等，将多种技术有机结合，从而促进勘察结果的准确性，尽可能地减少数据误差。
长输油气管道水平定向钻穿越施工技术随着国家管网公司的成立，深化油气体制改革和油气管网运行机制改革迈出实质性步伐。
长输管道是最有效的能源传输方式。
在其穿越施工过程中，定向钻穿越施工技术是一种非常高效、经济的施工工艺。
水平定向钻穿越施工为非开挖工程，可在保护环境、不破坏当地原有风貌的基础上进行。
论文分析了水平定向钻穿越施工的内容，优化了施工部位周围的施工质量，提高了施工安全。
长输管道；水平定向钻；穿越施工;风险管理。
0前言随着传统化石能源利用的进一步发展，油气资源的利用正逐步朝着更加优化的方向发展。
这不仅将不断促进传统化石能源的低污染、高效利用，更符合我国的环保政策，助推“绿水青山”的实现。
现阶段，国家逐步推进煤炭等固体化石能源的减量化，并开始大规模推广“煤改气”，油气资源逐渐成为利用的主流。
但是，我国油气资源分布不均衡、分布不均匀。
同时，为了向用户输送油气资源，需要建立完善的油气输送管道系统。
因此，长输油气管道是我国主要的油气输送方式。
在油气长输管道施工过程中，采用定向钻穿越施工技术具有显着优势。
与其他施工方式相比，施工现场相对灵活，进出工地速度更快。
如果在复杂的位置施工，其优势可以在视觉上突出，不会占用过大的施工面积，整体工程造价低，施工完成速度比较快。
本文通过对东营港黄河穿越工程进行探讨分析定向钻穿越施工技术。
1工程概况东营港-万通石化(燃料油、成品油输油管线)》黄河穿越工程，位于东营市利津县境内穿越黄河，穿越管线为三条规格为：Φ711燃料油输送管道，Φ406成品油油输送管道，Φ114镀锌光缆套管。
穿越水平距离约2640米。
三条管道间距为10米，管线采用定向穿越敷设。
穿越深度大约在地面下27.5米。
各管道之间水平距离大约10米。
该工程需穿越黄河河道，场地在地貌单元上属黄河冲积平原，微地貌形态，场地地形起伏不大；勘察场区内地面标高最大值12.50m，最小值5.70m，地表相对高差6.80m。
2油气管道定向穿越技术与市场上的普通建设项目相比，油气管道建设将面临更大的风险和障碍。
2016年12月油气管道定向钻穿越勘察设计及主要施工技术赵倩维（中油辽河工程有限公司，辽宁盘锦124010）摘要：随着油气行业的发展，一些相关行业也迎来了新的发展机遇，像是由于油气管道的建设对油气运输来说十分重要，所以油气管道行业也成为了一个热门行业。
但油气管道建设并非一项简单的工作，其需要涉及到许多重要技术，其中不乏一些难道较大的施工技术，定向钻穿越技术就是其中之一。
在油气管道的定向钻穿越施工中，首先必须要做好施工前的勘察设计，并掌握好施工技术，这样才能够保障施工质量及施工安全。
本文根据我国目前的油气管道定向钻穿越施工实况，分析了其在勘察设计方面存在的主要问题及原因，并提出了一点对策建议，希望对这方面工作起到一定所助益。
关键词：油气管道；定向钻穿越；勘察设计；施工技术自上个世纪八十年代初，我国引入了第一台RBS 型钻机，从此在我国实现了油气管道的定向钻穿越。
目前，定向钻穿越技术已经在我国的西气东输多线管道建设中得到了成功运用，发挥出了很大的作用和价值，同时其技术也愈来愈成熟。
但与此同时，该技术在应用中也出现了越来越多的新问题。
尤其是在油气管道定向钻穿越的勘察设计中，存在的问题较多，极大地影响到了实际施工质量。
只有及时找出问题，总结经验教训，采取有效对策，才能够更好地运用该技术服务于油气管道建设。
1油气管道定向钻穿越的勘察问题及对策1.1油气管道定向钻穿越的勘察问题近年来，随着我国西气东输多线工程建设中对定向钻穿越技术的成功应用，发现的问题也越来越多，尤其是在前期勘察中的问题非常普遍。
最大的问题在于地质勘察资料与实际施工中所遇到的情况不符或存在较大偏差，从而导致施工困难。
通过对比分析原勘察资料和施工实际情况及后来补充勘察的资料发现，其主要存在的问题为：①原勘察资料中未查清卵石层的厚度、分布及粒径大小等信息：这主要是由于河床及两岸堆积物历经无数冲淤后变化较大，单纯依靠钻探很难探测准确所导致的；②原勘察资料中未查清基岩裂隙的分布情况：这主要是因为地段覆盖层厚度较大，较难直观观察确定，只能利用钻探等手段来判断，而这些手段又与操作技术水平及判定者专业水平有关，故容易出现误差；③原勘察资料中未查清岩体强度及其差异性变化规律：这主要是由于岩体因成岩过程的特点及差异风化作用而强度变化较大，而取样时又难以取到代表性岩样所导致的。
燃气管道非开挖定向钻穿越方案.德清县新安镇天然气利用工程项目配套天然气管网工程非开挖定向钻穿越长陶淇湾施工方案编制：审核：批准：第一章编制依据1、设计图纸2、施工地区的水文、地质勘查资料3、相关的技术标准、规范和规程《输气管道设计规范》(GB50251-2003)《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范-穿越工程》（SY/T0015.1-98）《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB50369-2006）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）《钢质管道焊接工艺规程》（SY/T4103-2006）《管道下向焊接工程规程》（SY/T4071-93）《石油天然气金属管道焊接工艺评定》（SY/T0452-2002）《油气输送用钢质弯管》（SY5257-2004）《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》（SY/T0413-2002）《钢质管道单层熔结环氧粉末外涂层技术规范》（SY/T0315-2005）《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》（SY/T0414-98）《埋地钢质管道外防腐层和保温层现场补口补伤施工及验收规范》（SY4058-93）《管道干线标记设置技术规定》（SY/T6064-94）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢管》（GB/T9711.1-1997）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管》（GB/T9711.2-1999）《石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级》（SY4056-93）《石油天然气钢质管道无损检测》（SY/T4109-2005）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T8923-1988）《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》（SY/T4079-1995）《钢质管道焊接及验收》（SY/T4103-2006）4、施工现场勘察。
第二章工程概况本工程为德清县新安镇天然气利用工程配套天然气管网工程，在新安镇沟里村处进行非开挖定向钻穿越陶淇湾天燃气管道铺设。
油气管道定向钻穿越技术设计与应用
摘要：本文简要介绍了水平定向钻穿越的技术特点，指出了设计步骤及应注意的技术要点，介绍了定向钻的组成、施工程序，管道水平钻进的入土角、出土角、曲率半径和穿越深度等设计要素的确定方法，分析了管道强度和回拖力的计算方法。
阐明了水平定向钻技术在管道穿越施工中的优势，及其广泛的应用前景。
关键词：水平定向钻穿越管道设计计算
引言
随着人们文明和环保意识的逐渐增强，开挖路面及河流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们的关注，非开挖技术推翻和打破了传统大开挖落后的铺设各种地下管线的方式。
与传统的开挖作业方法相比，非开挖技术适合于穿越高速公路、铁路、建筑物、河流等地区，在我国大部分非岩质地区都可适用。
定向钻穿越技术是非开挖技术领域中占主导地位并且发展最快的高新技术之一，经过30 年的发展及工程实践，其技术水平有了很大提高。
据有关资料介绍，目前国际上定向钻穿越的最大管径为1574.8mm，最长距离是2308m。
定向钻穿越技术广泛用于油气管道穿越江河、沟渠、高速公路、铁路以及其他不适合浅埋通过的区域。
同时也可用于电（光）缆、自来水管道等市政工程穿越建构筑物等。
定向钻穿越技术与其他穿越技术（如顶管、盾构等）相比，具有施工周期短、不受季节限制、穿越质量好、不损坏地面构筑物、不影响河流沟渠泄洪、不影响航运、不需要任何加重稳管措施、保护自然环境、工程造价低等诸多优点。
定向钻穿越技术的限制条件主要是穿越长度、施工场地以及工程地质状况等。
1 定向钻系统组成[1]
定向钻系统一般由钻机系统、控向与造斜系统、钻具、泥浆系统、回拖系统、动力系统和辅助系统组成。
（1）钻机系统
定向钻机通常采用机械或液压驱动钻杆，通过钻杆对孔底的钻头施加旋转扭矩，实现钻进和回拖作业。
对于定向钻机而言，旋转扭矩和回拖力是主要性能参数，也是设计中根据工程规模大小衡量钻机穿越能力的主要依据。
（2）控向与造斜系统
定向钻的控向方式分为有线控向和无线控向两种，无线控向只适用于短距离、浅层穿越，配合中小钻机使用，其特点是控向方便，准确，但受穿越深度和地形的限制，一般使用较少。
有线控向适用于长距离、深层穿越，配合大型钻机使用。
造斜是实现管道曲线穿越的关键所在，纠偏是在实际钻进曲线偏离理论曲线时所采取的技术措施，造斜和纠偏由造斜工具来实现。
造斜工具有两种，即造斜短接和造斜偏块。
造斜短接是两端有斜口和螺纹的短管节，装在钻头后面。
钻进时，若只给进而不旋转钻杆，作用于造斜短接上的反力使钻头改变方向，实现造斜钻进；若同时给进和旋转钻杆，造斜短接失去方向性，可实现保直钻进。
造斜偏块是加在钻头后面钻杆上的半圆形金属块，它的工作原理是通过改变钻杆受到的侧向力而造斜。
注意，当地质条件是岩石时，在造斜短接与钻头之间，需安装泥浆马达驱动钻头旋转，切削岩石。
（3）钻具
常用的钻具有：钻头、泥浆马达和钻杆。
常用的定向钻钻头有铣齿钻头、牙轮钻头和金刚石钻头，它的外径比钻杆的外径要大；在岩石地层，使用泥浆马达可以有效地减小钻头前进所需的推力；定向钻所使用的钻杆与普通钻井用钻杆相同。
对不同的地质条件，钻导向孔时可以选用不同的钻具组合。
如：12″钻头+6-1/2″泥浆马达+5″钻杆+6-5/8″S-135 钻杆组合，可以克服地质密实等不利条件，顺利完成导向孔；当钻杆长度很长且遇到较大推力时，钻杆受压容易失稳，这时合理组合钻具就显得更为重要。
（4）泥浆系统
在穿越施工中，泥浆主要用于护壁、携砂、润滑，保证施工的正常、顺利进行。
定向钻穿越过程中需使用大量泥浆，主要用于：水力喷射切割、给泥浆马达提供能量、润滑钻头、携带钻屑到地面、固孔防塌等方面。
（5）扩孔与回拖系统
回拖是管道穿越施工中的最后一道工序。
必须充分考虑泥浆、扩孔直径、扩孔井壁条件，科学设定回拖力，尤其是在大口径和大倾角管道穿越情况下，必须建立合理的回拖工具和回拖助力系统。
扩孔由扩孔器来完成。
常用的扩孔器有桶式扩孔器、带导流槽的桶式扩孔器、板式扩孔器和飞旋式扩孔器。
岩石扩孔器主要用于岩石地带的扩孔作业，其上有多个破岩牙轮和水射流孔。
回拖在扩孔完成后马上进行，回拖系统的连接方式为管线+卸扣+活接+钻杆。
回拖时在钻机的拉力和泥浆的润滑作用下，主管道从一岸沿导向孔回拖至另一岸。
（6）动力与辅助系统
动力源一般由柴油机、液压泵和发电机组成，它的主要作用是为钻机、泥浆泵提供高压油，以驱动各部分的液压马达，同时为计算机、照明和空调设备提供电源。
主要辅助设备有：起重机、单斗挖掘机、推土机和管道施工设备等。
2 定向钻管道穿越施工程序
施工工序如下所示：
（1）施工占地
①定向钻施工占地包括钻机场地、管线场地、蓄水池及泥浆池占地、管线焊接占地。
②钻机安装场地的大小根据钻机型号而定。
泥浆池和蓄水池占地根据管径的大小、场地及地质情况而定，尽量节约用地。
（2）施工准备
工作内容为：修筑施工便道、平整场地、仪器设备的检查维护、施工辅助用料的准备和钻机锚固系统的建立等。
（3）测量放线
按照设计确定出的管道穿越中心线、入土点、出土点，在入土点侧测出钻机安放位置、地锚箱、泥浆池、占地边界等；在出土点侧测出焊接管道中心线及泥浆池位置、占地边界等；现场测量完成后，技术人员要及时编写施工计划、方案及措施，并向施工人员进行技术交底。
（4）安装钻机
①钻机一般应安装在入土点和出土点的连线上。
钻机导轨与水平面的夹角与设计的入土角相等。
