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：1.8ｍ

4m

20m

3m

14m

泥浆池深：2.5m 6m 20m

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。

陈十顷水道定向钻穿越：穿越长度450米，管径Φ660，主要穿越地层为淤泥质土。

温五顷水道定向钻穿越：穿越长度450米，管径Φ762，主要穿越地层为淤泥质土。

十二股涌定向钻穿越：穿越长度690米，管径Φ762，主要穿越地层为淤泥质土。

南洋滘水道定向钻穿越长度450米，管径Φ762，主要穿越地层为淤泥质土。

4.2 主要施工钻机安排

本次穿越工程中拟施工的11条河根据其穿越的长度，将11条河流穿越任务共分成三部分，各部分定向钻穿越施工组织描述如下：

第一部分：

1200米以上长距离穿越：包括横门水道穿越（Φ660，1296米）、洪奇沥水道穿越（Φ762，1272米）、三宝沥支流穿越（Φ660，1200米）。

1)钻机及配套设备就位:将钻机就位主管穿越中心线位置上，钻机就位完成后，进行系统连接、试运转，保证设备正常工作。

2)测量控向参数:按操作规程标定控向参数，为保证数据准确，在管中心线的不同位置测取，且每个位置至少测四次，进行对比，并做好记录。

3)泥浆配制及重复利用:泥浆是定向穿越中的关键因素，穿越主要经过地层为泥岩，按泥浆工艺要求及地质资料编写泥浆方案，并根据实际需要配制出符合要求的泥浆，措施如下：

a)水源就近取用河水，用水泵输送至水罐内，在水罐中沉淀、过滤，并对水质进行化验，达到使用要求后配浆。

b)按照指定的配比用一级膨润土加泥浆添加剂，配制性能满足要求的泥浆。

c)回流泥浆的处理：钻机场地和管线场地各有一个返浆收集池，各有一套回收系统。泥浆通过泥浆池收集，再经过回收系统处理后再利用。

d)剩余泥浆的处理：与环卫部门协商，施工剩余泥浆拉运到当地垃圾填埋场。

3)钻机试钻

开钻前做好钻机的安装和调试等一切准备工作，确定系统运转正常、钻杆和钻头清扫完毕，严格按照设计图纸和施工验收规范进行试钻，钻进1-2根钻杆后检查各部位运行情况，各种参数正常后按次序钻进。

4)钻导向孔

钻孔期间按照“数字管道”的要求，建立穿越曲线数据库，采集控向数据，如每个测站点的Inc、Az、Away、Right、Elev 值。对钻杆等主要施工器具进行分级管理和使用，用后及时保养和检修，以防潜在工程事故的发生，确保施工的安全。

导向孔的钻进是整个定向钻施工的关键，本钻导向孔的钻具组合是：

9-1/2″牙轮钻头+造斜短节+7″无磁钻铤+5-1/2″钻杆

控向对穿越精度及工程成功至关重要，并直接关联到主管穿越。

在开钻前仔细分析地质资料，确定控向方案，泥浆与司钻重视每一个环节，认真分析各项参数，互相配合钻出符合要求的导向孔，钻导向孔时，随时对照地质资料及仪表参数分析成孔情况，达到出土准确，成孔良好。

导向孔施工示意图

5)预扩孔

针对Φ660外径的横门水道穿越和三宝沥支流穿越采用以下三级扩孔，每次预扩孔都将进行钻杆和钻具的倒运及钻具连接。扩孔级别如下：

➢第一次扩孔：24″桶式扩孔；

➢第二次扩孔：32″桶式扩孔；

➢第三次扩孔：38″桶式扩孔；

➢洗孔: 36″桶式洗孔。

Φ762外径的洪奇沥穿越则采用以下四级扩孔，每次预扩孔都将进行钻杆和钻具的倒运及钻具连接。扩孔级别如下：

➢第一次扩孔：24″桶式扩孔；

➢第二次扩孔：32″桶式扩孔；

➢第三次扩孔：38″桶式扩孔；

➢第四次扩孔：44″桶式扩孔；

➢洗孔: 42″桶式洗孔。

扩孔施工示意图

2）管道回拖

针对Φ660外径的主管回拖，拟采用的钻具组合为：

36″桶式扩孔器+250T回拖万向节+6-5/8钻杆+穿越管线。

针对Φ762外径的主管回拖，拟采用的钻具组合为：

42″桶式扩孔器+300T回拖万向节+6-5/8钻杆+穿越管线。

管道回拖优先采用注水发送沟的方式进行发送，在受地形地势条件下，则采用滚轮架或者草垛支护的方式进行管道发送。