油气管道定向钻穿越技术

定向钻穿越工程施工方案-中石油管道局定向钻穿越工程施工方案1穿越施工工艺流程定向钻穿越施工程序如下图所示：2 测量放线根据设计交底（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。

3 进场道路及场地的平整3.1 入土点钻机作业、出土点场地及进场便道本次中山-广州天然气管道定向钻穿越中共投入6台钻机，各钻机施工场地要求各异，具体每条河流的穿越场地要求详见表6-1各河流穿越施工场地及临时进场道路施工表。

表1各河流穿越施工场地及进场道路施工表3.2 地锚坑及排浆池挖、砌泥浆池（穿越两岸各1个）及地锚坑，泥浆池尺寸如下图。

泥浆池内铺土工布，池内四周用用挖掘机压实，必要时四周用砖堆砌、钉桩，防止泥浆池塌方。

地锚坑中心线在穿越管线中心线上，地锚坑尺寸为6m×4m×1.8m。

挖泥浆池及地锚坑时要留出足够边坡，泥浆池及地锚坑尺寸如图所示：地锚坑完成后，将地锚放入，用混凝土加固。

如下示意图：3.3入土点钻机场地和出土点平面布置示意图参见附图一和附图二钻机场地平面布置图和出土点场地平面布置图。

4 定向钻施工4.1 1条河定向钻穿越工程概况及穿越地层横门水道（改线）定向钻穿越：穿越长度1296米，管径Φ660，主要穿越地层为淤泥质土、粘土。

６ｍ地锚坑深：1.8ｍ4m 20m3m14m泥浆池深：2.5m6m20m三宝沥水道（改线）定向钻穿越：穿越长度900米，管径Φ660，主要穿越地层为淤泥、淤泥质粉质粘土。

洪奇沥水道定向钻穿越：穿越长度1272米，管径Φ762，主要穿越地层为淤泥质粘土、粉细砂、淤泥质粉质粘土。

正涌水道定向钻穿越：穿越长度452米，管径Φ660，主要穿越地层为淤泥、粘土层。

利生围水道定向钻穿越：穿越长度460米，管径Φ660，主要穿越地层为淤泥质土、粘土。

三宝沥支流定向钻穿越：穿越长度1200米，管径Φ660，主要穿越地层为淤泥质土。

卢四顷水道定向钻穿越：穿越长度760米，管径Φ660，主要穿越地层为淤泥质土。

燃气管道水平定向钻穿越的设计要点1.水平定向钻穿越技术概述及优势1.1水平定向钻敷管技术概述水平定向钻敷管技术是管道敷设中的一种新型技术，采用非开挖方式，利用水平定向钻机在不同深度以及不同地层的环境下进行钻进，并结合导向仪达到精准的设计位置。

在施工中可按照预先设定的轨迹钻取一个导向孔，再将扩孔器安装在导向孔出口端的钻杆头部，进行扩孔处理。

扩孔达到一定的标准后，将管道、旋转接头以及拉管头连接在扩孔器的后端，进行回拉敷设地下管道。

1.2水平定向钻敷管技术的优势该项技术较传统的管道敷设技术有以下几点优势：①缩短了施工进度，运用该技术进行管道敷设可实现较长的穿越长度和较大的深度，施工速度较快。

②提高了施工质量，导向精准，不仅具有较高的效率，还对施工的质量具有一定的保障。

③确保了施工的安全性，运用该技术规避了传统施工过程中施工难的问题，也有效降低了施工中安全事故的发生率。

④不损坏地面构筑物，不影响交通、航运，减少环境污染，而且工程造价低，有显著的社会效益和经济效益。

2.燃气管道水平定向钻设计前期的相关要求在水平定向钻设计前期，设计单位应严格按照《城市燃气设计规范》、《输气管道设计规范》、《岩土工程勘察规范》等提出工程测量及地质钻探方面的相关要求。

1）要求提供的平面地形图的比例为1：500或1：1000，断面图的竖向比例为1：100或1：200，纵向比例为1：500或1：1000。

2）要求提供管线穿越段的地质勘探报告，包含水文地质、岩土力学指标、地质断面图、柱状图等资料。

在给地勘单位布置勘测钻孔点时，一般可取管道中心两侧约20～30cm处，每50m交叉布置。

若遇到环境复杂的土质条件，可适当增加钻探孔的密度。

勘探钻孔分为控制钻孔及一般钻孔，控制钻孔一般占勘探钻孔总数的1/2～2/3。

勘探钻孔的深度一般可取河床底或路面下20m，确保大于管道敷设深度的10m。

3）要求提供管线穿越段的物探资料，例如已建管道和其他埋设物的位置及标高等，物探结果需反映在平面图及纵断面图上，为定向钻的穿越轨迹提供设计依据。

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。

230 ·2020年01期精 品JINGPIN长输油气管道工程中定向钻穿越施工技术研究■陈启伟中石化胜利油建工程有限公司 山东东营 257000摘 要：长输油气管道由于经过不同的区域,有些区域地面情况非常复杂,如大河、高速公路、铁路等，长输管道在经过这些环境复杂的区域时，如果需要在较短长度内完成穿越公路、铁路和河流的情况下，采用定向钻穿越无疑为一种比较适宜的施工方式。

本文结合工程实践，就定向钻穿越施工技术的特点、原理、施工流程及施工过程中关键要素进行了详细阐述，以期促进该技术的进一步应用。

关键词：长输油气管道；定向钻穿越施工；扩孔；泥浆配制；管道回托；管道补口1.定向钻穿越施工技术的优势定向钻穿越技术是在油田定向钻井和公路、铁路的横孔钻机的基础上发展起来的一项穿越技术, 该技术具有以下优点：穿越管道埋深能达到设计要求，保证管道稳定；简便、易行，施工时受恶劣天气影响因素较少，且不受施工季节的限制；对于江河的航运没有干扰，对生态环境的影响很小；与其他施工方法相比，可以选择最近的穿越路线，工程用地少，减少了各种材料和投资，节约大量的人力物力和施工成本，施工周期短。

2. 定向钻穿越施工的主要流程定向钻穿越施工的主要程序是: 先用定向钻机钻一导向孔, 当钻头和套管在对岸出土后, 撤出钻杆,在套管出土端连接扩孔器和穿越管段, 在扩孔器转动扩孔的同时, 钻台上的活动卡盘向上移动, 拉动扩孔器和穿越管段前进,逐渐穿越管段就被敷设在扩大了的孔中。

为了完成这些工作, 现场应按图1 程序组织施工。

图1 定向钻穿越施工主要流程图3.定向钻穿越施工主要工序的作业原理和方法3.1钻导向孔的原理和作业方法在采用定向钻穿越施工中, 钻导向孔是关键问题, 其原理是泥浆通过钻杆前的蜗轮钻头破土钻进,泥浆从钻杆和套管间隙返回,具体操作要点如下:（1）采用液压吊杆将钻杆吊上钻台, 并固定在活动卡盘上,前端和钻头连接, 后端与泥浆管路连通, 开动泥浆泵后, 泥浆推动蜗轮钻向前钻, 卡盘与钻头同步向前移动。

292YAN JIUJIAN SHE燃气管道穿越工程中水平定向钻的施工技术Ran qi guan dao chuan yue gong cheng zhong shui ping ding xiang zuan de shi gong ji shu闫东明现如今，我国天然气的应用越来越广泛，与之配套的燃气管道工程随之增多，其中导向准确、高安全性和高效施工效率的水平定向钻技术在燃气管道工程中发挥着重要作用。

本文主要对燃气管道穿越工程中水平定向钻技术施工原理、特点、具体应用与优化策略作了研究。

在我国城镇地区的燃气管道工程建设中，各类因素在一定程度上阻碍着工程实施，除了人为障碍还可能会出现天然障碍，这都阻碍着工程建设的顺利进行。

为了更好地保障燃气管道穿越工程的正常施工，并提高管道施工水平，就要求施工单位要合理应用各种施工技术来避开各种障碍的影响，从而采取最佳的避障碍技术措施。

而水平定向钻技术不仅能有效规避障碍因素，还能提高燃气管道穿越工程施工效率，笔者结合自身在相关工程中的施工经验，对水平定向钻技术进行具体阐述。

一、水平定向钻施工技术分析天然气作为现代城镇居民生产、生活中必不可少的能源设施，它对促进城市稳定发展，维护人们正常生活有着非常重要的作用。

在这种背景下，我国城市燃气管道施工质量水平仍有待提高。

施工过程中应用的各项技术对施工质量和效率起着非常关键的作用，尤其是水平定向钻技术能更好地避免影响施工的障碍因素，以下具体分析水平定向钻技术的施工原理与特点：1.水平定向钻技术的施工原理在我国建设燃气管道工程初期阶段，因施工和建设技术相对落后，且工程资金储存不够，再加上当时应用相对落后的施工技术进行工程建设，势必会因为各种天然和人为障碍因素而阻碍燃气管道建设工程进行。

例如：若遇到无法提前预测避免的施工障碍时，施工单位一般采取障碍开挖的解决措施，这种方法虽然不影响工程质量，但需要施工单位投入大量的人力和物力，且解决效率较低，也在一定程度上影响工程进展，提高了资金的投入力度，从而提高工程成本支出。

中国石油天然气管道工程有限公司CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION油气管道水平定向钻穿越技术规定宣贯材料2013年8月总目录一、技术规定概况二、编制依据三、主要内容简介一、技术规定概况中国石油天然气管道工程有限公司CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION 本文件分为17章，涵盖了总则，基本规定，穿越位置，勘察与测量，场地布置，穿越曲线设计，不良地层处理，管道应力校核，钻机及钻具选型，抗震设计，焊接与试压，施工技术要求，健康、安全与环保，工程交工验收。

同时本文件给出了三个附录，分别为：附录 A （资料性附录）水上钻探平台技术要求附录 B （资料性附录）详细勘察、测量技术要求附录 C （资料性附录）工程竣工验收表格中国石油天然气管道工程有限公司二、编制依据CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION 《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153；《油气输送管道穿越工程设计规范》GB50423；《油气输送管道穿越工程施工规范》GB50424；《Pipeline Design for Installation by Horizontal Directional Drilling》ASCE 108；《Installation of Pipeline by Horizontal Directional Drilling – an Engineering Design Guide》PRCI PR-227-9424.与一般埋地管道的受力不同，定向钻穿越管道在回拖阶段具有较高的拉力、弯曲和较高的外部环向泥浆压力，在试压阶段具有较高的内压和弯曲，因此需要按照回拖、试压和运行三个阶段对管道进行应力分析。

回拖阶段：摩擦力计算粘滞力计算拉应力与容许拉应力弯曲应力与容许弯曲应力外部环向应力与容许环向屈服应力、弹性环向失效应力拉应力与弯曲应力组合计算对拉力和弯曲产生的轴向应力及外压产生的环向应力组合计算回拖阶段的回拖力受以下三因素的影响： 孔壁与钢管之间的摩擦力泥浆粘滞力 重力的有效分力T1T2D R AGfrictWsLL一般段孔壁与管道之间的摩擦力按下式计算：Nf=μsoil管道与孔壁之间的摩擦系数，一般取式中，μsoil0.3钢管在淤泥中的摩擦系数可能为0.1，在干硬土中的摩擦系数可能为0.8，这里给出的0.3仅为钢管在充满泥浆的钻孔中的摩擦系数的建议值，其取值也可根据具体的土层情况进行调整。

燃气管道定向穿越施工方案(1)在土木工程领域，燃气管道定向穿越是一项重要的工程技术，通常需要制定合理的施工方案来确保施工的安全和高效进行。

本文将介绍燃气管道定向穿越的施工方案。

一、项目背景燃气管道是城市供气系统的重要组成部分，为了满足城市发展需求和燃气供应的需求，燃气管道需要进行定向穿越施工以连接不同区域的管道系统。

定向穿越是指在不破坏地面的情况下，通过地下钻孔等方式在一定深度以下穿越其他地下设施。

二、施工前准备工作1.定位：确定燃气管道的起止点和穿越路径，并进行现场勘测。

2.设计：依据勘测结果，制定详细的穿越方案，并绘制施工图纸。

3.安全措施：制定安全生产计划，确保施工过程中的安全。

三、施工步骤1.地面准备：清理施工区域，确保施工车辆和设备进出顺畅。

2.钻孔施工：根据设计方案，在预定位置进行地下钻孔，控制孔径和倾斜度。

3.管道铺设：利用钻孔完成管道穿越，并连接目标管道系统。

4.回填：将施工区域重新填平，恢复原貌。

5.竣工验收：进行燃气管道定向穿越工程的验收，确保施工符合要求。

四、施工注意事项1.严格遵守安全规范，确保施工人员和设备的安全。

2.定期检查施工设备，确保施工进度顺利。

3.注意施工现场环境保护，避免对周围环境造成污染。

五、施工总结燃气管道定向穿越是一项复杂的工程技术，要求施工人员具备丰富的经验和技术能力。

通过科学合理的施工方案和严格的安全控制措施，可以确保燃气管道定向穿越工程的安全高效完成。

以上是关于燃气管道定向穿越施工方案的介绍，希望对相关领域的同行和读者有所帮助。

油气管道定向钻穿越技术研究与分析摘要：由于定向钻穿越技术具有施工周期短、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，在工程中的应用越来越广泛。

本文较系统地论述了管道定向钻穿越技术，介绍了定向钻的组成、施工程序以及国内部分管道定向钻工程的施工实例，对穿越过程中的主要问题进行了探讨，如穿越位置、穿越地层、穿越管道埋深的确定，入出土点位置的选择，根据管道定向钻实际施工经验，提出了设计过程中应注意的事项。

关键词：管道定向钻穿越技术定向钻穿越技术经过多年的发展及工程实践，其技术水平有了很大提高。

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、铁路以及其他不易或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。

在滑坡体的治理、煤层气的开发和环境污染治理等方面也有应用。

一、定向钻组成及施工程序1.定向钻组成定向钻主要由钻机系统、泥浆系统、控向系统和钻具等部分组成。

1.1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。

1.2泥浆系统定向钻施工作业过程中，泥浆的主要作用是：冷却和润滑钻头、软化地层、辅助破碎地层、调整钻进方向、携带碎屑、稳定孔壁、预扩和回拖时润滑管道。

常用的泥浆是膨润土和水的混合物。

目前，也有使用空气代替液体泥浆，称为“干式钻进工艺”，但工程实际中并不多见。

1.3控向系统控向系统是定向钻最关键的设备之一，正确选择和使用控向系统，对施工的成败和效率有着决定性意义。

最常用的控向系统分为无缆式地表定位系统（手持式跟踪仪器）和有缆式定向系统。

1.4钻具主要包括钻杆、钻头、扩孔器、旋转接头（单动接头）和卸扣（U 型环）等。

在施工过程中，整个定向钻部分，分别放置在钻机场地（入土点场地）和出土点场地。

燃气管道工程定向钻穿越施工方案引言燃气管道工程建设中，如果需要穿过公路、铁路、河流等地区，采用传统的开挖方式会严重影响周边环境，甚至会引起安全事故。

因此，定向钻技术在燃气管道建设中得到了广泛的应用。

本文旨在介绍燃气管道工程定向钻穿越施工方案，为相关人员提供参考。

定向钻穿越施工原理定向钻穿越施工是一种不需要开挖地面的技术，可以避免损毁道路、地下管线等现有设施，同时实现对深埋管线的无缝穿越。

定向钻穿越施工基本原理是：在地面打造起点坑和终点坑，钻机横向在地下钻向终点坑，在钻穿过程中，通过平移、旋转、升降等方式进行导向和调整，以准确地穿越障碍。

定向钻穿越施工方案方案设计在进行定向钻穿越施工前，需要制定详细的施工方案。

首先，根据穿越障碍物的类型、深度、长度等参数，确定钻孔长度、直径等技术参数；其次，通过现场勘测，确定起点坑和终点坑的位置和大小，考虑到后期维护和扩建的需要，需要预留一定的空间；最后，需要分析地下存在的导向障碍物，如岩石、圆管等，并制定钻头选择和防护措施。

设备准备定向钻穿越施工需要使用专业的设备，包括定向钻机、钻头、碎岩机、勾走器、液压动力站等。

设备的准备应根据施工方案进行选择，保证设备质量和性能的同时，避免超支。

施工流程根据施工方案，进行如下流程：1. 起点坑和终点坑准备在起点坑和终点坑处，开辟足够空间，安装设备，制定安全预案，并将施工区域分隔，划定警戒线。

2. 钻机在钻孔中的操作将钻机装在机位上，进行孔道导向，钻入孔口，钻进指定深度，测量穿越口的坐标，根据钻头的导向情况，调整钻孔方向，一直到达目标区域。

3. 钻石碎岩机的使用钻进岩石部分时，使用钻石碎岩机进行碎岩，让钻机顺利通过。

4. 勾走器的使用将勾走器装在钻杆上，通过钻杆将土壤、碎石勾取到孔口，然后通过输送带输送出坑。

5. 管道的安装将管道从起点坑处送入地下，等到钻机完成钻孔后，定位管道，将管道从孔口推入，直至与起点坑处的管道相连。

6. 测试和收尾在完成管道安装后，进行相关测试，如检验管道的密封性、网路防火等。

浅析油气管道定向钻穿越技术摘要：定向钻穿越技术是油气管道非开挖技术中发展较成熟、应用最广泛的技术之一，具有敷管精度高、施工周期短、综合效率高、环境影响小等众多技术优点。

本文对油气管道定向钻穿越技术的适用条件及主要设计参数的确定作了简要分析，以期从设计的角度，合理开展定向钻穿越的有关设计。

关键词：油气管道定向钻穿越应力校核1 引言定向钻穿越是采用水平定向钻机按照既定的设计线位，从障碍物下方进行导向钻孔，再由扩孔钻头对导向孔进行扩孔成洞，然后回拖预制好的管段通过障碍物的一种非开挖管道安装施工技术。

定向钻穿越技术具有导向精度高、管道埋深大、施工周期短、综合效率高、环境影响小等众多优点[1]，已逐渐发展成油气管道水域穿越非开挖方式当中的首选技术。

2 定向钻穿越技术的适用条件2.1地层条件地层中钻孔的成孔性是定向钻能否敷设穿越管段的关键。

定向钻穿越适用地层主要为粘土层、粉土层、粉细砂层、中砂层、泥岩层、软岩层等易成孔的稳定地层，不宜在卵石层、松散状砂土层、粗砂层、砾石层、破碎岩石层及岩溶发育中等或较高岩石层中穿越，当主穿越层为适宜地层，两侧为卵石层、砾石层和破碎岩石层等不良地层时，可采取套管隔离、注浆固结、开挖换填等改良措施后使用定向钻穿越技术敷设管道[2-3]。

2.2场地条件2.2.1出入土点高差定向钻穿越出、入土点高差不宜过大。

出、入土点高差过大存在如下风险[4]：1）高程低的一侧泥浆压力过大，可能出现冒浆现象；2）孔内泥浆分布不均，较高一侧泥浆含量少，在回拖过程中管道无法悬浮在孔内，管底和孔壁发生硬性摩擦，易损坏管道防腐层。

2.2.2道路依托定向钻穿越出、入土点附近应有宽度不小于4m的道路，以满足定向钻机、泥浆系统、钻具等设备及材料的进场要求。

2.2.3入土侧场地定向钻入土侧应有足够布设钻机、泥浆池的场地。

定向钻钻机布设场地地基承载力应满足施工要求，必要时需对钻机布设场地进行地基加固。

2.2.4出土侧场地定向钻出土侧场地应平坦开阔，应能满足穿越管段的组焊预制，同时还应有不小于30m×30m的钻具操作场地。