
水平定向钻施工技术交流与总结
定向钻施工技术交流与总结摘要:近年来随着国家源政策的调整、石油天项目的投入,加大了石油天然气长输管线项目的开工建设。
为了保护环境,节约成本,减少对已建公共设施、构筑物的破坏,水平定向钻施工技术以其明显的经济效益、环境效益和安全效益,被广泛地应用于石油天然气长输管线工程施工中。
在大、中河流穿越施工,中小型水库穿越施工,高速公路、铁路的穿越施工以及城镇市政工程中通信电力管道施工、天然气管道施工、自来水管道的施工中随处可见定向钻施工的设备及机具,本文就是通过简析水平定向钻的施工方法,并通过胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司陕西分公司与陕西省天然气股份有限公司在“气化陕西”工程中“大北沟定向钻”、“美阳河定向钻”、“泾河定向钻”及“杨家河定向钻”的工程实例,总结的施工经验的进行交流与总结。
关键词:水平定向钻;石油天然气长输管线;经验总结随着现代文明意识和环境意识的逐渐增强,交通、环境保护问题已经越来越多的受到人们的关注,非开挖施工的水平定向钻技术就越来越多地被人们所接受。
近几年来水平定向钻穿越技术在世界各国、各个行业得到了广泛的应用,尤其在管道穿越大型河流、高速公路、铁路等工程项目上更加显示了独特的优势。
水平定向钻施工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,把预制好的管线回拖到扩大的导向孔中,从而完成管线穿越施工。
水平定向钻施工技术交流与总结-2019年精选文档
水平定向钻施工技总结 随着现代文明意识和环境意逐渐增强,、环境保护问题已经越来越多的受到人们的关注,非开挖施工的水平定向钻技术就越来越多地被人们所接受。
近几年来水平定向钻穿越技术在世界各国、各个行业得到了广泛的应用,尤其在管道穿越大型河流、高速公路、铁路等工程项目上更加显示了独特的优势。
水平定向钻施工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,把预制好的管线回拖到扩大的导向孔中,从而完成管线穿越施工。
采用水平定向钻技术进行管道穿越施工,是油气长输管线施工中穿越大、中型河流,中、小型水库,高速公路,铁路及管线光缆敷设的最佳方案;是不破坏地貌状态和保护环境的最理想施工方法。
一、水平定向钻的特点 与传统施工工艺相比,水平定向钻施工有很多明显的特点,现归纳如下: 1、定向钻施工不阻碍交通,不破坏植被,减小了传统开挖对居民生活的干扰以及对交通、周边建筑物破坏和不良影响。
2、现代化穿越设备的穿越精度高,敷设方向及埋深易于调整,管线弧形敷设距离长,完全可以达到设计埋深,并且可以使管线绕过地下障碍物。
3、定向钻施工穿越河流时,埋深在较深,对周围的环境没有影响,不破坏地貌和环境,符合环保要求。
第一阶段是按照设计曲线尽可能准确地钻出导向孔。
( 五、水平定向钻施工的局限性
如何解决水平定向钻在施工中出现的问题及关键技术
自70年代初,在美国发展起来的受控水平定向钻(HDD),已在世界范围内成为一种障碍物下铺设管线的高效、可靠的方法。
该技术获得了不容置疑的技术与经济成功,且具有十分积极的环保优势。
随着我国经济的发展,通讯、电能传输、石油工业、天然气的开采及水利事业的突飞猛进,同时随着城市高层建筑及铁路、公路、核电基础和水利工程设施的不断兴建,地下工程建设和应用日益广泛,非开挖施工技术在穿越公路、铁路、建筑物、河流以及在闹市区、古迹保护区、农作物和植被保护区等条件下,进行供水、煤气、电力、电讯、石油、天然气等管线的铺设、更新和修复等方面的作用日益明显。
随着非开挖技术在煤气管线施工中应用越来越广,出现的问题越来越多,对出现的问题从以下几方面采用关键技术将其解决。
2 钻机锚固 钻机在施工中如锚固不好,钻进拖管过程中发生事故的情况非常多。
在钻机锚固前,对锚固区域用仪器进行地下管线检测,防止将锚杆打在地下管线上。
合理钻机锚固是顺利完成钻进及回拖管的前提,钻机锚固能力反映了钻机在钻进和回拖施工时利用本身功率的能力。
一台钻机推力再大,钻机在定向中发生了移动,也会导致钻机无法按预定的计划完成钻进工作。
在回拖管时,如锚固不好,钻机移动,需进一步锚固,从而导致了管道有可能拖不动,进一步加大钻机拖力,会出现钻机的全部功率作用在钻机机身上,容易发生设备破坏和人员伤亡。
3 信号接收 信号在钻进过程中,由于地磁信号强(建筑物、高架桥屏蔽作用),使定向信号无法接收。
依靠在信号消失之前的钻进斜率与点数在钻杆上作标记进行盲钻,在盲钻过程中,由钻杆上的标记及计算钻杆的斜率来完成造斜及整个钻进,直至信号出现(例如泰安阿吉斯在施工过程盲钻150m,直至收到信号,从而完成整个工程施工)。
4 钻具选择 钻头是定向的重要工具之一,对于不同的土层,采用不同的钻头,这样才能防止卡钻的出现。
(1)淤泥质粘土:必需采用较大的钻头,要想向前推进0.9m就实现钻孔变向,狗腿度为10的钻头或大钻头。
(2)干燥的软粘土:采用中等尺寸钻头效果最佳。
(3)硬土层:较小的钻头效果最佳,要保证钻头至少比探头外筒的尺寸大12.5mm。
(4)钙质层:最小钻头效果最佳,采用特殊的切削破碎技术来实现钻孔方向改变。
(5)糖粒砂:中等尺寸狗腿度钻头效果最佳,镶焊硬质合金钻头耐磨性最好,钻机的锚固和钻进液是成败的关键。
(6)砂质淤泥:中等到大尺寸钻头效果较好。
有时需要高扭矩来驱动钻头。
(7)致密砂层:小尺寸锥形钻头效果最好,但钻头的尺寸必须大于探头外筒的尺寸,这种土质中,向前推进较难,可较快实现控向,钻机锚固是钻孔成功的关键。
(8)砾石层:镶焊小尺寸硬质合金的钻头效果最佳,对于大颗粒卵石层,钻进难度大,不过若卵石层间有足够的胶结性土,钻进还是可行的。
在砾石层中,回扩难度最大。
(9)固结的岩层:使用孔内动力钻具钻进效果最佳。
采用标准钻头钻到硬质岩时,钻机可在无明显方向改变的条件下完成施工。
5 设计轨迹与穿越地层的合理选择 水平定向钻可承担各类材质管线的穿越任务,钻机性能的很好发挥,依赖于理想的地质条件和合理的轨迹设计,如果地质条件理想,穿越曲线位于粘土、亚粘土或淤泥等造浆能力好的地层,就可以适当加长穿越长度,而实际拖拉力不会增加太多,如果穿越曲线所在地层不理想时(流沙、钙质层、砾石层),就会降低穿越成功的可能性,甚至导向孔无法完成。
5.1地质要求 对穿越工程,必须先勘察穿越处的地质情况,不同地层(淤泥、粘土、亚粘土、粉土层、砂土、流沙穿越),需选用不同的钻具及其结构。
穿越段地质必须详勘,一般按要求在穿越中心线两边各25m,沿中心线方向间距打勘察孔,复杂的地段勘察孔必须加密。
穿越段地质勘探应提供以下参数,取样深度、含水量、颗粒度、液性指数、塑性指数、液限、塑限、标贯击数、承载力等、并提供水质报告,提供穿越地段地形图和地质钻探剖面图供设计及施工单位参考。
5.2轨迹设计 根据铺管设计标高、地层及地形情况,根据钻杆曲率半径、工作场地、地下管线分布情况,甲方图纸来设计钢管埋深,钢管的弯曲曲率半径,确定定向钻进过程中钻头的顶角、方位角、工具面向角、计算出测定空间坐标,设计出定向钻进的轨迹图及对特殊地层、地段制订特殊施工方案,并且要把常用和应急材料准备一定的库存量,以防特殊情况的发生,保证施工各阶段的顺利进行。
6 导向孔工艺及卡钻出现的解决方法6.1导向钻孔 采用射流辅助钻进方式。
导向孔钻进是通过定向钻的高压泥浆射流冲蚀破碎旋转切削成孔的,以15(斜面钻头来控制钻头方向。
钻头内的发射器,发射钻头的位置、顶角、深度、钻头的温度、面向角、发射器内电池的状态等参数,这些参数由地面手提定位示踪仪接收,供操作人员能及时准确确定钻头的具体位置、深度,并随时通过钻机调整钻进参数,以控制钻头按设计轨迹钻进。
6.2斜面纠偏 地面示踪仪测量精度一般为3%~5%,测量深度为21m,当发现定向钻进偏离设计轨迹时,通过调整钻头斜面的方向,进行造斜纠偏。
纠偏不能太急,应按照钢管的曲率半径在几根钻杆内完成纠偏,不能在一根钻杆内就完成所有纠偏工作,防止拖管过程中,出现拖不动的问题。
6.3卡钻的出现及解决方法 在(砾石、糖粒砂、钙质层)钻进中,会出现卡钻的现象。
应及时调整泥浆配比,使用最大泥浆泵排量,与挖掘机配合,将钻杆撤出卡钻区。
总结卡钻出现的原因,调整泥浆配比,使用进口澎润土,增加泥浆切力与粘度,使用扭矩大、推力大的钻机及相匹配的钻头,完成导向孔的钻进。
7 扩孔器及扩孔工艺 当先导孔钻至出钻区需用一个扩孔器来扩大钻孔,以便安装成品管线,一般将钻孔扩大至成品管尺寸的1.2~1.5倍,扩孔器的拉力或推力一般要求为每毫米孔径175.1N,根据成品管和钻机的规格可采用多级扩孔。
对于不同的地层,采用不同的扩孔器,这是保证回扩成孔的关键。
(1)快速切削型扩孔器:这种类型的扩孔器,对粘性大及砂土层较有效,但这种扩孔器无法破碎坚硬的岩石。
(2)拼合型钻头通孔器:它由剖开的牙轮锥形体制造,并将其焊接到金属板和短的间接构件上。
拼合型钻头通孔器是一种通用的,经济的扩孔工具。
易定做,有多种切削具类型和规格,制造时必须特别焊接、热处理以及其他的保护措施,以免损坏后牙轮失落于孔内。
(3)锥形牙轮扩孔器:这种扩孔器现在广泛应用,应用于除岩石以外,硬度在40MPa以内的各种地层。
(4)YO—YO型扩孔器:这种扩孔器非常适应于非开挖施工,它在岩石崩落的地层中可以向前或向后钻进。
这种平衡式的牙轮是稳定的,而且能够自动跟踪先导孔。
大型牙轮和密封式轴承的应用延长了其在孔内的寿命。
扩孔工艺:是将导向孔孔径扩大至所铺设的管径以上,减少铺管时的阻力。
8 钻井液性能与钻孔、回拖的关系 定向钻穿越施工,由于钻孔处于地表(一般位于地表层以下3m~20m),地质松软,所以不易形成孔洞,钻孔易塌方,这就要求所用泥浆的护壁性要好,泥饼质量高,控制失水性要好,以保证钻机性能的很好发挥。
由于地层结构不同所需泥浆性能也不相同。
泥浆作为钻进冲洗液,使用优质的膨润土和添加剂,严格按照比例经搅拌系统搅拌成泥浆注入洞内,具有润滑钻具、稳定孔壁、降低回转扭矩和回拉力,降低拖管时钢管和洞壁的摩擦系数、冷却钻头和发射器、携带土屑、减少腐蚀、固孔护管等作用。
长距离穿越,泥浆的作用尤其重要,孔内缺少泥浆往往是钻孔失败的重要原因。
保持整个过程中有反浆,对工程顺利进行至关重要,为改善泥浆性能,需加入适量地添加剂来配制成不同性能的泥浆。
纯碱,可增粘,增静切力,调节pH值,投入纯碱量一般为钠土量的2%。
为成孔良好,增加孔内润滑,可加入适量的Drispac。
为提高泥浆携带土屑的能力,将孔内的土屑带出,可在钻孔过程中的某一段加入一定量的Flowzen,能够达到很好的使用效果。
为了保证穿越工程的顺利进行,切实保证泥浆的性能才能保证穿越管线的成功。
(1)认真研究地质构造图,制定完善的的泥浆配比方案,并认真实施,对特殊地段应提前采取特殊措施,及时加入添加剂,调节好泥浆性能,尽量保证孔内状况良好,形成良好的孔壁。
(2)在易塌方的地段,一方面改进泥浆的性能,另一方面,改变钻孔和回拖工艺等,尽量缩短停钻时间,加快钻进速度,保证钻孔不塌方。
(3)加强泥浆循环。
停止钻进时,仍要注入适量泥浆,保证孔内始终存在正压,使泥浆把孔内切削物尽量多的携带出来,防止沉积于孔内。
9 在拖管过程中出现管拖不动的情况 拖管途中出现管道拖不动,应及时将钻机移到管道入地端,与挖掘机配合,使拖力达到原来拖力的两倍,将管道拖出地面。
总结拖不动的原因,审查各个工程环节及相关保障措施,并加以改善,如采用更大的回扩头、使用进口粘土和添加剂,更大动力的钻机,完成穿越。
定向钻进常见钻孔事故的预防和处理
篇一:高中学习方法与技巧学生进人高中后,学习就登上了一个新台阶。
新的教材、新的教学要求,在学生面前摆下一道道难关。
这就需要我们有一个有利的学习方法和技巧一、高中学习的特点1、高中教材的特点(1)知识量增大学科门类,高中与初中差不多,但高中的知识量比初中的大。
如初中物理力学的知识点约60个,而高中力学知识点增为90个。
(2)理论性增强这是最主要的特点。
初中教材有些只要求初步了解,只作定性研究,而高中则要求深人理解,作定量研究,教材的抽象性和概括性大大加强。
如初中代数侧重于解方程、运算,而高中代数一开始就是相当抽象的集合、映射。
初中政治讲的是法律学这类联系事实的内容,高中则要求学习经济学,马克思理论这样哲学性的东西,比较之下更为抽象。
(3)系统性增强高中教材由于理论性增强,常以某些基础理论为纲,根据一定的逻辑,把基本概念、基本原理、基本方法联结起来。
构成一个完整的知识体系。
前后知识的关联是其一个表现。
另外,知识结构的形成是另一个表现,因此高中教材知识结构化明显升级。
(4)综合性增强学科间知识相互渗透,相互为用,加深了学习难度。
如分析计算物理题,要具备数学的函数,解方程等知识技能。
(5)能力要求提高在阅读能力、、运算能力、实验能力需要进一步的提高与培养。
2、对高中生智力发展的要求智力一般认为包括观察力、、思维能力和想象力,这就要求高中学生智
假如你是一个项目现场技术员,谈谈你会怎么进行管理工作
司钻工资,看机器吨位大小,工程量。
小钻机6000左右。



