燃气管道水平定向钻施工工艺及管理

燃气管道水平定向钻施工工艺及管理

1.燃气管道水平定向钻施工工艺及管理 篇一

1 定向钻穿越施工

对于管道的水平定向钻穿越技术施工过程来说, 首先在进行施工的时候, 要按照设计好的钻孔曲线, 使用定向钻进技术, 依靠钻机或者是钻具, 先钻出一个水平度较高的导向孔, 当导向孔钻机从障碍物的另一端出土后, 将导向用钻头和仪表单元进行拆卸, 再参考所需的待铺管线的地理条件和直径大小, 挑选合适的钻具或钻具进行组合, 实施反向扩孔。一直到孔道达到管线回拖要求之后, 再利用钻机把预制及格的待铺管线通过钻杆, 从钻机的出土点到成型孔道, 再拉到其入土点, 这样管道的铺设就算完成了。所以, 实施定向钻穿越工程成功与否要从这几个环节着手:钻导向孔、预扩孔、回拖管道[1]。

2 钻导向孔

实施钻导向孔施工需要按照设计曲线进行, 但是在实际操作中, 穿越曲线也需要符合相关要求。当钻机入土后, 要按照已经设计好入土角度进行, 钻井过程要按照设计好曲线直到出土场地。整个穿越过程最重要的就是这道工序, 穿越曲线是否圆滑、导向孔能否成功出土等条件, 都对管线的回拖具有很大的影响, 所以这道工序是整个穿越过程中所需重视的重点问题。

2.1 做好工程施工前的准备

(1) 对设计图纸和地质资料进行详细分析, 进行设计曲线时需要充分考虑穿越所经过的地理情况, 分析穿越地质的详细资料, 为施工能够顺利进行提供保障。

(2) 必须要以设计图纸和现场交接的控制桩为参考, 进行水平定向钻穿越的工程测量, 主要内容要以确定穿越水平长度、出入土点位置和施工场地的布置, 并给测定控向磁方位角提供依据。

(3) 参考设计图纸, 对测量结果和设计参数进行多次就按, 进行多方面比较, 借鉴类似地质穿越成功施工经验, 设计出符合要求的穿越曲线图。

(4) 组织技术人员, 研究穿越所经地层, 并进行充分研讨, 制定出完善的穿越工程的施工组织设计和应急方案[2]。

2.2 控向实际操作

(1) 在什么时候进行直线钻进和曲线钻进, 都是需要控向员进行指挥。在发出指令的时候需要依据事先制定好的控向曲线和随钻测量的技术参数来进行设定。所谓的随钻测量指的就是把测量探头安装在钻具内, 使其在钻井工作中可以及时反映出钻具倾角、高程、水平长度、方位角、横向偏差、纵向偏差等数据, 并且将相关数据传递到相关操作人员手中。使用这种技术能够及时控制和调整在钻井过程中的具体情况。

(2) 穿越控向施工中要重点把握曲线控制, 需要按照设计好的穿越曲线进行操作和调整。若穿越线偏离了设计曲线:连续三根钻杆左右偏差和高低偏差都超过3m, 而且有进一步偏离的发展趋势时, 需要立即停止, 把钻杆撤回, 然后重新导孔, 直到满足设计曲线。只有使用这种方法, 才能使钻出的曲线圆滑且没有拐点。曲线圆滑度会作用于钻杆的推力和扭力的传递;只有曲线圆滑度越高, 才可以更好的减小阻力, 便于推力和扭力的传递。

(3) 施工中要根据地理情况对泥浆配比进行调整, 泥浆配比又需要依靠其成分配方, 能够减少磨损和润滑钻头, 使地层变软易钻进, 还可以将产生的碎屑带回工作坑, 能够起到稳定孔壁的作用, 泥浆配比的性能的高低, 会影响到穿越成功与否。如果穿越经过易液化地质的时候, 可以适量增加泥浆添加剂, 将泥浆的流变性改变, 提高泥浆的携砂性能, 使钻具避免被泥浆包裹, 减少钻进过程中的阻力, 并让钻孔能够通常, 在很大程度上保障了下道工序的进行。

(4) 钻导向孔主要是需要依靠控向员与司钻共同配合完成。控向员需要按照设定好的控向曲线发出控向指令, 司钻根据控向员的指令对钻具的推进进行调整。一方面需要对地层的软硬程度进行详细了解, 对钻进速度进行控制和调整, 当勘探资料和地质条件出现偏差的时候, 控向员要对控向方案进行修改;另一方面司钻要和控向员对导向孔的实际曲线进行密切配合。参考曲线所需, 导向孔出现偏离时要进行纠正, 纠正量需要进行严格控制, 泥浆的排量和压力也要进行调整和控制, 保证曲线、钻进速度和泥浆压力之间的关系可以及时进行调整, 起到降低推力和扭力的作用。

3 预扩孔

预扩孔指的就是当钻头出土之后, 使用扩孔钻具将钻孔进行扩大, 达到所需的标准, 再扩孔完成之后, 应该要保障不能出现塌方、缩径等现象;这道工序在整个穿越工程中属于中间工序, 起着十分重要的作用;这道施工工序需要依据地层情况、管径大小和钻具配套等要求进行扩孔施工。若在进行长距离穿越或是管径较大的施工中, 预扩孔施工工序会因为分级扩孔需要较多级数, 钻具会产生极大扭矩, 再加上其他因素的影响, 为保证预扩孔的施工质量, 要从下面几个方面入手。

进行大口径穿越过程中, 因为需要较多的预扩级数, 为了降低成本和增加效率, 关键是要采取合适的扩孔钻具:通常在前三级预扩孔使用盘式扩孔器实施切屑式扩孔, 后三级扩孔和清孔的施工中使用锥装通式扩孔器进行挤扩。导向孔钻井成功后, 开始逐级扩孔, 根据不同的地层选择合理的扩孔器十分重要。对于土质较为疏松的底层, 因砂多不易成孔, 易塌陷包钻, 所以我们使用切削半径较大的扩孔器, 以利用泥浆的冲刷、固壁、润滑及扩孔器后部对孔壁的挤压作用使孔径比较稳固。因此, 若钻具组配和使用都合理, 能够充分降低扭力, 使预扩孔能够顺利完成, 同时也帮助在管线回拖能够顺利进行。

4 回拖管道

回拖管道指的就是使用钻具把成品管道回拖到扩完的孔径中, 整个穿越工程就完成了。在进行回拖的时候, 成品管道和旋转接头与扩孔器相互连接, 并因为钻杆的回拖拉入使孔径扩大。这道工序在整体穿越施工中是最后一道工序, 同时也使关键点, 重点就是要减小回拖阻力。

(1) 因为是进行大口径的管道回拖, 管道本身重量就较大, 因此会在地表产生较大的摩擦力, 若要降低回拖阻力, 可以使用发送沟贮水漂管回拖管道, 可以有效减少回拖阻力, 而且能有效避免管道受损。

(2) 回拖时要增加泥浆润滑性, 因此必须要添加泥浆润滑剂, 泥浆配置高效可以行之有效减低回拖阻力, 提高施工进度。

(3) 为了避免管道在入土过程中, 因为折角较大而导致钻具折断。除了是因为地质不均和钻具疲劳等影响因素之外, 最主要的原因还是因为管道进孔不顺畅, 管道在入洞后, 因为预制管段的弹性形变, 使得管段和钻具不在同一条轴线上, 导致局部薄弱环节因为其交变应力的作用而产生碎裂。为避免出现这种现象, 在进行回拖的时候, 尽力保证管线入洞角度与出土角度一样, 使发送道与管孔充分结合, 使曲线更加圆滑便于管道入土。

5 结语

大口径、长距离的定向钻穿越施工作业中, 需要运用科学的方案、合理的施工安排、严谨的现场管理, 在每个细节都需要进行严格控制, 认真对待, 出现失误要及时纠正, 才能够保证工程可以顺利完成。

摘要：如今, 我国的经济和工业都得到快速发展, 石油化工行业发展也越来越快, 从而也使得越来越多的管道需要进行建设, 在管道施工中应用定向钻穿越技术也大大增加, 但是在施工过程中难免会遇到各种各样的问题, 本文介绍了在大口径管道水平定向钻穿越施工中所需重视的几个问题。

关键词：大口径管道,导向孔,预扩孔

参考文献

[1]熊勃, 隆威.某通信工程中的非开挖水平定向钻进技术应用探讨[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2010年12期