定向钻穿越技术在盘-锦输油管道施工中的应用

水平定向钻在石油管道中基本施工技术****一：引言水平定向钻在石油管道中基本施工技术是一种先进的钻探技术，广泛应用于石油工业。

本文档旨在详细介绍该技术的基本原理及施工步骤，以供参考。

二：基本原理1. 工作原理：水平定向钻是通过控制钻头的方向和倾角，实现在地下钻探出一条水平方向的孔隙。

2. 基本组成：水平定向钻包括导向系统、传动系统、控制系统等基本组成部分。

3. 关键技术：水平定向钻的关键技术包括导向传感器技术、钻头控制技术等。

三：施工准备1. 设备准备：准备导向钻、控制系统、传感器等必要设备。

2. 地质勘察：进行地质勘察，确定目标钻孔的地质情况。

3. 施工方案编制：根据地质情况和工作要求，编制详细的施工方案。

四：施工步骤1. 环境准备：清理施工现场，确保安全。

2. 定位钻孔：根据方案确定钻孔位置，进行钻孔定位。

3. 钻孔导向：使用导向系统进行钻孔导向，确保钻孔方向准确。

4. 钻孔施工：控制钻头的倾角和旋转速度，进行钻孔施工。

5. 钻孔结束：钻孔到达目标位置后，结束钻孔作业。

五：施工注意事项1. 安全措施：施工中需严格按照安全规范进行操作。

2. 设备维护：定期对设备进行维护，确保施工质量。

3. 地质监测：施工过程中需要进行地质监测，及时发现问题并采取措施。

六：附件本文档涉及附件内容详见相关附件。

七：法律名词及注释1. 水平定向钻：又称水平钻井，是指在地下进行水平方向钻探的技术。

2. 石油管道：用于输送石油及相关产品的管道系统。

3. 工程建设总承包合同：指由建设单位或委托代建单位与工程建设总承包企业签订的合同。

****一：引言本文档旨在介绍水平定向钻在石油管道中的基本施工技术。

通过对该技术的详细介绍，希望能够提供给相关从业人员参考和指导。

二：工作原理1. 水平定向钻的原理是通过导向系统控制钻头的方向和倾角，实现在地下钻探出水平方向的孔隙。

2. 导向系统包括传感器、控制系统等，通过传感器感知钻头的位置和方向，并通过控制系统进行控制。

管段定向钻穿越技术措施探讨摘要：本论文以油田某输气管线工程中的定向穿越为实例，结合力学、管线穿越方面的理论知识，对深穿段管线施工措施进行论述分析。

关键词：定向钻管道施工穿越力学定向钻技术最初从石油钻井技术引入，在管道施工中一般用于大中型河流、湖泊、公路、建筑物等障碍的长距离非开挖穿越。

施工时，按照设计轨迹，先钻出一个倒钻孔，随后将钻头换为大直径的扩孔器进行扩孔，完成扩孔后，将预制完成的待铺设的管线拉入钻孔，完成穿越作业。

通常情况下，根据钻孔机的能力和铺设管线的直径大小以及地质情况，须进行多级扩孔后再回拖管线（一般情况下每级扩孔极差为4-6英寸）。

一、施工程序本文介绍的深穿段管线，全线穿越水平长度1665m，实际焊接长度1770m。

回拖管材是Φ219*6无缝钢管，最小曲率半径328.5m，最大穿越深度为8m。

入土点钻机场地为宽8m以上的的施工便道，转弯处转弯半径R≥15m。

非农田采用灰渣（建筑垃圾）铺垫，农田新修道路和钻机就位场地铺设钢板（δ＝20mm）。

出土点推平压实，挖出便沟，能够承载15吨左右的卡车。

二、管段穿越技术措施1.导向轨迹设计导向轨迹的设计和规范要求进行确定，主要考虑以下因素：1.1满足规范要求的最小曲率半径。

即：R=1500Dn，该工程穿越管线为Ф219，则穿越最小曲率半径为：219*1500=328500mm=328.5m1.2满足设计要求，穿越管线管顶标距地面8m。

综合上述因素，确定穿越轨迹。

2.穿越回拖力计算根据国际GB/T50424-2007油气输送管道穿越施工规范中关于最大回拖力计算公式：F=πLf[rD2/4-(D-δ)δ*7.85]+kπDL其中：F：计算的拉力，tL：穿越管段的长度，f:摩擦系数(f=0.1-0.3)r：泥浆密度，（t/m3）D：管线直径，mδ：管线壁厚，mk:粘滞系数。

0.01-0.03D=0.219m δ=0.006mL=1665m f=0.15 r=1.05×103kg/m3k=0.02经计算得出: F=3.14×1665×0.15[1.05×0.2192×0.25-(0.219-0.006)×0.006×7.85]+0.02×3.14×0.219×1665=24.91吨一般情况下，选择钻机额定拉力为理论计算的 1.5～2倍。

定向钻穿越技术在长输管道铺设中的应用摘要：定向钻用于非开挖穿越公路、铁路、建筑物、机场、河流，湖泊、山体等铺设石油管道、通信电力管道、天然气管道、自来水管道等各类管线。

采用定向钻穿越技术进行管线穿越施工是油田长输管道铺设中不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。

近几年定向钻穿越技术扎起油田输油管线改扩建项目及大型管道穿越江河工程项目上更显出了其独特的优势，采用本工法，减少了施工工序，也就减少人员、设备进场，避免顶管与定向钻的连头施工，节省工程投资，加快了工期，由于没有顶管与定向钻连头操作坑，降低了施工安全风险。

关键词：油田；长输管道铺设；定向钻穿越技术；施工实践顶管穿越是管道在穿越铁路、高速公路、河流、建筑物等障碍物，或在城市公路主要干道路面下铺设时，常采用的一种特殊施工方法，即不开槽施工，是一项新的管道施工技术。

其工作过程是通过计算机控制进行导向和探测，先钻出一个与设计曲线相同的导向孔，然后再将导向孔扩大，把管线回拖到扩大的导向孔中，完成管线穿越的施工过程。

二者配套适用长输管道工程的大中型穿越工程，或类似需要穿越的工程（比如光缆或电缆工程不能跨越某个特殊的地方），不能单独一种施工工艺完成的穿越施工工程以及特殊的区域不能进行开挖施工的管道敷设工程。

定向钻穿越与顶管穿越相结合施工工法是在长输管道工程在特殊环境下，定向钻和顶管穿越不能单独完成的穿越工程，将定向钻穿越和顶管技术相结合，从而完成整个穿越工程的施工工法。

本文主要是通过结合工程施工实践，总结形成本工法。

1 该组合施工方法概述1.1 特点（1）本工艺能节省投资费用，减少了施工工序环节，加快施工进度。

（2）本工艺与单独完成定向钻和顶管穿越施工相比，由于减少了连头工作能更好的保证施工质量，减少工程中的风险。

（3）本工艺与单独的穿越工程相比，由于减少了顶管接收坑的开挖，没有在特殊的区域地面进行施工活动，具有很好的社会效益。

1.2工艺原理在顶管顶进工作完成后，不进行接收坑的开挖，而在套管前段做必要的处理，然后把顶管操作坑改造为定向钻施工的接收坑，再进行定向钻的导向和扩孔施工。

水平定向钻在石油管道中基本施工技术水平定向钻是从国外引进的先进技术，逐渐在很多工业建设中进行广泛应用，对我国的的城市化发展和工业化进步做出了贡献。

其施工工艺主要包括三个阶段：第一，导向孔钻进。

导向孔钻进的具体施工是根据要穿越的地质、地貌和地况实际情况进行综合分析，并最终确定合适的钻头以及导向板、地下泥浆马达，在入土点钻进，整个钻进施工过程都要监测和控制钻进工具，保持钻孔的延伸轨迹是根据设计行进的，在从另一端钻出时就完成了整个导向孔施工。

第二，扩孔。

扩孔是定向钻施工技艺当中的重点和关键，对铺设管道起到关键作用。

因为之前使用了小口径的钻头来钻进，现在应使用扩孔钻头以扩大导向孔。

扩孔钻头要根据扩孔的直径、长度以及设备能力来进行选择，保证扩孔施工的有效性和成功率。

第三，管道回拖。

管道回拖是水平定向钻施工中最后一个步骤，并且在条件允许的情况下，管道铺设可以和最后一级扩孔同时进行，这样做的目的是防止钻孔暴露时间过长而导致孔壁坍塌。

而如果在清孔不够彻底、钻孔坍塌、钻孔弯曲严重、泥浆润滑不够理想的情况下，是不可以进行管道回拖施工的，这样会导致管材变形或者拉断，致使拉管失败甚至人身危险。

可见管道回拖技术也是需要谨慎操作和较高的工艺水平的。

4.水平定向钻在油气管道工程中的应用前文提到水平定向钻多用于管道铺设工程中的地下公用设施的施工建设，尤其是电缆和管道。

我国是当前世界上的五大油气生产国之一，伴随全球经济的快速发展和国际合作的进步，以及对能源节约和环境保护的重视，我国对清洁能源更加重视。

石油和天然气是不可再生清洁能源，使用量逐年上升。

我国的油气长输管线已经达到了2万多公里的总长，通信光缆是油气长输管道工程建设中的重要工程，为油气管道的数据传输、通信、故障检测和排除提供保障。

下面介绍一下在油气管道的通信光缆敷设中如何正确操作和使用水平定向钻。

水平定向钻在油气管道的通信光缆施工建设中主要涉及的是穿越部位，如，湖泊、河流、公路、铁路、学校等不能用普通顶管通过或者常规开挖的障碍部位，在这些穿越位置要十分注意水平定向钻施工技术。

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。

定向钻技术在长输管道施工中的应用发布时间：2023-06-25T01:45:04.903Z 来源：《建筑模拟》2023年第2期作者：赵小江[导读] 本文主要探讨了定向钻技术在长输管道施工中的应用。

首先概述了定向钻技术的原理及其在国内外的应用现状；其次，详细介绍了定向钻技术在长输管道施工的具体流程，包括施工前准备、定向钻作业阶段以及后期收尾三个阶段；接着，阐述了定向钻技术在长输管道施工的控制要点；最后，提出了在长输管道施工中采用定向钻技术的质量控制措施。

本文旨在为相关工程技术人员提供一些关于定向钻技术在长输管道施工中的应用经验与建议。

中石化第四建设有限公司天津 300270摘要：本文主要探讨了定向钻技术在长输管道施工中的应用。

首先概述了定向钻技术的原理及其在国内外的应用现状；其次，详细介绍了定向钻技术在长输管道施工的具体流程，包括施工前准备、定向钻作业阶段以及后期收尾三个阶段；接着，阐述了定向钻技术在长输管道施工的控制要点；最后，提出了在长输管道施工中采用定向钻技术的质量控制措施。

本文旨在为相关工程技术人员提供一些关于定向钻技术在长输管道施工中的应用经验与建议。

关键词：定向钻技术；长输管道；施工流程；控制要点；质量控制引言长输管道是输送石油、天然气等能源的重要设施，其安全、高效的建设对国家经济发展具有重要意义。

传统的管道敷设方法在施工过程中可能会对周围环境产生较大影响，而定向钻技术作为一种高效、环保的新型施工技术，越来越受到业界的关注。

本文以定向钻技术在长输管道施工中的应用为研究对象，通过理论研究与实际案例的分析，为相关工程技术人员提供有益的参考。

正文一、定向钻技术的概述及应用现状（一）定向钻技术的概述定向钻技术，又称为水平定向钻井技术，起源于20世纪80年代，经过几十年的技术发展和应用，已经成为一种成熟的地下工程施工方法。

该技术的核心在于，在地表施工时，通过引入导航系统和特殊的钻井工具，可以实现井眼轨迹的非垂直控制。

定向钻施工在管道施工中的应用摘要：管道是用于输送各类介质的管状设备，在工农业生产及社会生活中起着非常重要的作用，也是最被广泛使用的基础设施，对提高生产、生活效率及质量有着举足轻重的作用。

但是，管道实际施工中，时常会与既有道路、既有管道或者其他既有建筑物相交，如：穿越河流、各类车流量极大的道路等一旦开挖对生产、生活影响极大，这时若采取传统的开挖技术进行施工，难度很大，且会牵扯多方利益，甚至会引发安全事故以及社会性群体事件等。

鉴于此，定向钻施工技术应运而生，并逐渐广泛应用于管道施工中，为了充分发挥出定向钻施工技术的优势，有必要对其加强研究。

关键词：管道施工；社会影响；安全事故；定向钻施工技术1定向钻施工技术概述1.1技术原理定向钻施工技术顾名思义就是不用在地面进行开挖，而是利用水平定向钻机沿着预定的方向进行钻进，从而实现地下管道铺设、修复及更换等施工技术。

其中利用水平定向钻机进行钻进铺管是最为常用的施工方法，首先利用水平定向钻在地面上钻出一个导向孔，接着再换成扩孔钻头实施反向扩孔，再把所要铺设的管道拉入扩充好的钻孔内，扩孔次数主要根据现实施工的工作量及管道直径大小来确定具体来说，定向钻施工的技术原理就是通过钻机提供钻机动力，再利用水平定向钻机上的可操作、可控制钻进系统，根据施工要求进行导向钻进。

导向钻进过程中可以根据钻杆的旋转情况及一个特殊设计的楔形钻头实现三维控制。

同时钻进过程中，若需要改变钻进方向，则只需停止钻杆旋转，并根据实际需要把楔形钻头的楔面固定到相应位置上，再开启钻杆进行钻进便能实现变向。

1.2技术优势相对于传统大开挖施工技术来说，应用定向钻技术通常可以在10d~15d完成管道施工，而应用传统的大开挖技术则通常要耗时2~3个月，显然定向钻施工的周期要短很多。

应用定向钻施工技术时，通常需要几名施工人员便可以完成相关工作，且施工作业基本都是使用机械钻杆在地下工作，而施工人员只需在地面操作就可以，安全性更高。