天然气工程水平定向钻铺管技术

　　摘要：水平定向钻技术是传统的公路打孔和油田定向钻井技术的结合，本文结合实例通过图文并茂的详实内容，介绍了天然气管道采用定向钻铺管的施工方法。

　　关键词：天然气管道,水平定向钻

　　一、 工程简介

　　河北行政学院天然气工程包括该学院五个岛区锅炉房四座(含锅炉16台)，中压管线4公里。此次穿越为南岛穿越南岛环岛水系。设计管线规格套管D219*6钢管、主管D89*4无缝钢管，管线过南岛环岛水系埋深为管顶距路面20米，长度为488米，设计入土角8°，出土角8°，穿越曲线要满足其曲率要求。

　　本段穿越工程为黏土层

　　二、施工方案确定及实施

　　水平定向钻机的工作原理：在施工时，按照设计的钻孔轨迹，采用水平定向钻机先钻一个满足曲率半径的导向孔，待导向钻头在出土端出土后，逐级换上扩孔钻头，然后进行反向扩孔，当孔扩到满足回拖要求时将待铺管线回拖入钻孔内。

　　现场勘察→测量放线→穿越曲线设计→钻机就位→钻导向孔→扩孔→回拖→环境保护→地貌恢复

　　⒈现场勘察

　　⑴主要应确定以下内容：钻孔轴线和地面走向，地面海拔高度、相对高度，入钻点位置，铺管长度，布管位置。钻机等设备进撤场路线及道路情况以及钻机及配套设备布置所占用场地和空间。

　　⑵调查落实设备进场路线、钻杆倒运路线，行人来往通行规律，应采用安全措施，确保管线工程顺利施工。

　　⑶复查出、入土端地段是否有污水管、自来水管、煤气管、高压电缆和通讯电缆、基础和人防工程，掌握其位置和埋深。

　　2、测量放线

　　(1)根据施工现场情况，测量放出计划穿越轴线。

　　(2)测量放线过程中要做好各项记录，在测量放线及时请甲方和监理验收。

　　(3)经检验线路合格后可进行下道工序施工。

　　3、穿越曲线设计

　　导向孔基本参数：

　　入土角8°，出土角8°，曲率半径R=300米，穿越水平长度480米。

　　4、设备就位、安装、调试

　　根据现场实际情况将D33×44水平导向钻机放置在需穿越段东侧，西侧闲置位置能满足一次完成拖管的需要，然后放好轴线，用4根地锚杆固定设备。

　　钻机设备、泥浆设备安装完成后，经机械工程师检查测试后，对设备进行调试，确保设备安全运行。

　　控向设备采用美国制造无线导向仪，控向设备安装完成后，由技术负责人对其进行调试，确保导向孔的精度。

　　5、钻导向孔

　　在钻具内安装控向发射器(探棒)，钻进过程中发射器连续地测量钻孔参数，并将测量数据发送到地表接收器。控向人员要根据这些数据填写导向记录表，根据数据显示调整孔内钻头钻进方向，从而使导向钻头严格按设计曲线钻进。当导向孔出现偏离设计轴线时需及时纠偏。

　　导向孔完成后，经项目负责人检查合格后方可进行预扩孔。

　　6、预扩孔

　　A.水平定向钻机进行预扩孔，边扩孔边打入泥浆，视旋转压力及回拖压力逐渐加大扩孔级别。

　　B.扩孔级别根据所铺设管线的直径确定， 扩孔次数需视钻机回转压力及回拖压力而定。采用2级扩孔工艺，扩至所铺设的管径1.5倍，确保管线回拖时能顺利通过。

　　① 使用φ100mm螺旋扩孔钻头扩一遍。

　　② 使用φ200mm螺旋扩孔钻头扩一遍。

　　③ 使用φ300mm螺旋扩孔钻头扩一遍。

　　④ 使用φ400mm螺旋扩孔钻头扩一遍。

　　⑤ 使用φ500mm螺旋扩孔钻头扩一遍。

　　7、 拖管

　　准备回拖管线采用汽车吊及滑轮支架托起，以便保护管线防腐层。

　　钻杆后面依次连接φ200mm扩孔器、分动器、管线拉头，认真检查各部位连接处是否牢固,要做到100%的把握。认真检查扩孔器水眼是否畅通，分动器转动是否正常(必须用前注油)。

　　复查钻机、泵站、发电机组等重要设备运转是否正常，油料、辅件充分，确保万无一失。

　　一切检查完毕后开始进行回拖，要注意回拖的压力和速度。

　　8、管线回拖到设计位置后，立即请甲方、监理到现场检查验收，并办理相关手续，即穿越任务结束。

　　清理现场并撤出施工设备，并对泥浆进行处理，恢复场地的地形地貌。

　　三、结束语

　　采用水平定向钻机穿越施工时，没有水上、水下作业，不影响江河通航，不损坏江河两侧堤坝及河床结构，施工不受季节限制，具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。

《天然气工程水平定向钻铺管技术》

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