油气管道特殊地质定向钻施工技术选定
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有效地提 高定向钻进一次成功率及适用范 围，扩展定
向钻的发展前景。ｏ
算回拖 力为６ ｔ ９ ，按１ ５ ． 倍计算约为１。回拖 力。穿越 Ｏｔ
长度小于４ ０ 的按４ ０ 穿越设备考虑 。 ０ｍ ０ｍ 以上计算公式中 ，因整个过程管材受力较复杂且
标段 中为最长穿越 ，公式计算 回拖 力为 １３ ，按 Ｉ ５ ０ｔ ．
偏差 ，满足设计要求。
倍计算 约为１ ５ 回拖力 。穿越 长度在 ４ ０ ０ ｍ 间 ５ｔ ０ ￣６ ０ 之 的按６ ０ 穿越设备考 虑。穿越长度为４ ０ 时，公式计 ０ｍ ０ｍ
四 、结 语
通过对 甬绍金衢 管道 工程复杂地质段定 向穿越的 施工手段 、设备能力选择 及偏差控制技术 的探索 ，可
ⅡＤ Ｌ 。
表 ２ 甬绍金衢 管道 工程 第 三标段投 入 的 定 向钻机 能 力及 分配表
Ｆ ——穿越管段 回拖拉力 （ ）； ｔ Ｌ ——穿越管段长度 （ ） ； ｍ ｆ —— 摩 擦 系数 ，一般 取 ０ １ ． ， 这 里 取 ． ～０ ３
０ ２； ．
Ｄ —— 穿越管段的钢管外径 （ ），０ ５ ８ ； ｍ ． ０ｍ Ｙ泥 ——泥浆密度 ， （ ／。 ｔｍ ），可取１ ２ ｔｍ； ． ／ 。
袁 １
能进行线路优化 ，则可采用下列方式来解决该 问题 。 （ 入土端夯套管处理 一） 为 了保证在孔和扩孔过程 中孔壁 的稳定 ，防止 卵砾石塌落 ，入土 端采用 套管隔离法施 工。在入土端
卵砾石层 中穿越 的距 离依据 设计提供数据而定 。穿越 卵砾石层钻进过程 中，先用夯管锤将钢 管沿设计路线 直接夯入地层 ，实现非开挖 穿越铺管 。施工 时，夯管
地质 概 况 》得 知 ， 甬绍金 衢成 品油管 道 工程 Ｓ ７ － Ｘ ４
Ｓ ７ 、Ｓ １４ Ｓ １ ５ 定 向穿越处地层主要 以卵石与 Ｘ５ Ｘ４ 一Ｘ ４段 基岩 为主，此情况按传统 的定 向钻属施工禁区 。若不
成 资源浪 费的钻机组合能力 。以甬绍金衢成 品油管道
工程第三标段 １条定 向穿越为例 ，进行定 向钻机的选 ３ 择与组合分析。
向钻施 工技 术 选定 方案和 实施过 程 。
关键词 ： 气管道 ； 殊地 质 定向钻施 工 ； 向偏 差控 制 ； 向 穿越 ； 油 特 定 定 钻机 选择 ‘ 中图分 类号 Ｔ ９ ３ Ｅ ７ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ９ ２ ７ ２ １ ） ６ ０ ９ — ２ １ ０ — ３ ４（ ０ １ ３ — ０ ７ ０
油气管道特殊地质定向钻施工技术选定
李 富强 曾九 令 李云丽 宋庆 杰
（ 中原 油 田建 设 集 团公 司 ， 南 濮 阳 ４ ７ ０ ） 河 ５０ １
摘要 ： 于特 殊地 质层 的 油气 管道定 向钻 穿越 ，可从 定 向 穿越 复 杂地质 层 的施 工 方案 、钻机 选择与 组合 、定 对 向偏 差控 制手段 等 的选 定来 保证 定 向穿越 的一 次成 功 ，从 而 消除施 工 隐患 。文章论 述 了油 气管道特 殊地质 定
２ １ ２ｏ中阑 新蓝｝ Ｅ ７ ０ １１ 高 ： ９
定向钻 穿越管段 回拖时 ，可能发生的最大 回拖力 按下 式计算值 的１５ ． 倍选取 ，并作为钻机选 型及钻杆
尺寸选用的依据 。 Ｆ Ｌ ＝Ⅱ ｆ［（ 。２ Ｄ／ ）。 Ｙ泥 ７ ８ （ 。 一 ． ５６ Ｄ一６）］＋ 粘 Ｋ
甬 绍 金 衢 成 品 油 管 道 工 程 ， 管 道 规 格 为
５ ８ ． ９５ ０ ×７ １（ ． ），年 设计输量 为５ ０ ０ｔ ａ ８ ×１ ／ ，管 道所经地 区为浙江 中西部 的浙 中丘 陵盆地地 区、金衢
（） 二 出土端 开 挖 深基 坑处 理
若出土 点一侧 需穿越 卵砾石层时 ，同样需限制在
方位控制、方位角控制 、人工磁场控 向、人 为因素控 制等措施与手段 。严格控制每一根钻 杆的控 向参数 ， 保证每一根钻杆 的偏差量为最小值 ，就可有效地 防止
经计算Ｆ Ｏ １２ 。该工程Ｓ １一 Ｘ ６ ＝．７Ｌ Ｘ ５Ｓ １河流＋ 大棚和
Ｓ ３－Ｘ ２ Ｘ １ Ｓ ３ 萧曹运河定 向钻穿越长度均为６ ０ ，在该 ０ｍ
６ —— 穿越管段的钢 管壁厚 （ ），０ ０ ９ ； ｍ ． ０ ５ｍ
Ｋ —— 粘滞系 数 ，一般 取０ ０ ～０ ０ ，这里取 粘 ．１ ．３
０ ０ ． ３。
三 、定 向偏 差控制手段
在定 向钻进过程中，易发 生钻进偏离 ，尤其是穿
越复杂地质层 。为 了控制钻进 偏差，可采取钻机就位
卵砾石层中穿越的距离，并采用 出土端大开挖 下钢套
管 的方式 ，具体 应采 用开挖 深基 坑并提 前 出土的方
盆地地 区，管道全线 需定 向钻 穿越 甬江 、姚江 、曹娥 江 、浦 阳江 、婺江等 ，其 中第三标段定 向钻穿越达 １ ３
处 ，Ｓ ７ 一 Ｘ ５ Ｘ ４ 一 Ｘ ４ 两区段地质 复杂 ，如何 Ｘ ４ ￥ ７ 与Ｓ １４ Ｓ １ ５ 进行技术选择是一个难点 。
一
法，然后再进行 回拖 管线 。出土端基坑的最大深度依
据卵砾石层 的厚度而定。
二 、钻机 选择 与组合
钻机 的选择 ，可通过对 比分析计算 ，主要是回拖 力的计算 ，才 能选择既能满足施工需要 ，又不致于造
、
定 向穿越 复杂 地质层 的施工方 案选择
通 过现 场踏 勘及 设 计下 发 《 上虞一 兴一 暨段 绍 诸
的冲击力直接作用在钢管 的后端 ，通过钢管传递到前
端 的管鞋上切削土体 ，并克服土层与管体之 间的磨擦
力 使钢 管不 断进 入土层 。待钢 管全 部夯入 后 ，用压 气 、高压水射流 、螺旋钻杆等方法将其排 出。为了能
够使 扩孔器 和主管顺利通 过 ，对于 ①５ ８ ０ 主管而言 ，
套 管 的直径 选用９ ０ ｍ ０ ｍ ，钢 管夯至岩石层 后 ，依靠钻 机 的动力 ，使用螺旋钻杆将卵石绞出。
向钻的发展前景。ｏ
算回拖 力为６ ｔ ９ ，按１ ５ ． 倍计算约为１。回拖 力。穿越 Ｏｔ
长度小于４ ０ 的按４ ０ 穿越设备考虑 。 ０ｍ ０ｍ 以上计算公式中 ，因整个过程管材受力较复杂且
标段 中为最长穿越 ，公式计算 回拖 力为 １３ ，按 Ｉ ５ ０ｔ ．
偏差 ，满足设计要求。
倍计算 约为１ ５ 回拖力 。穿越 长度在 ４ ０ ０ ｍ 间 ５ｔ ０ ￣６ ０ 之 的按６ ０ 穿越设备考 虑。穿越长度为４ ０ 时，公式计 ０ｍ ０ｍ
四 、结 语
通过对 甬绍金衢 管道 工程复杂地质段定 向穿越的 施工手段 、设备能力选择 及偏差控制技术 的探索 ，可
ⅡＤ Ｌ 。
表 ２ 甬绍金衢 管道 工程 第 三标段投 入 的 定 向钻机 能 力及 分配表
Ｆ ——穿越管段 回拖拉力 （ ）； ｔ Ｌ ——穿越管段长度 （ ） ； ｍ ｆ —— 摩 擦 系数 ，一般 取 ０ １ ． ， 这 里 取 ． ～０ ３
０ ２； ．
Ｄ —— 穿越管段的钢管外径 （ ），０ ５ ８ ； ｍ ． ０ｍ Ｙ泥 ——泥浆密度 ， （ ／。 ｔｍ ），可取１ ２ ｔｍ； ． ／ 。
袁 １
能进行线路优化 ，则可采用下列方式来解决该 问题 。 （ 入土端夯套管处理 一） 为 了保证在孔和扩孔过程 中孔壁 的稳定 ，防止 卵砾石塌落 ，入土 端采用 套管隔离法施 工。在入土端
卵砾石层 中穿越 的距 离依据 设计提供数据而定 。穿越 卵砾石层钻进过程 中，先用夯管锤将钢 管沿设计路线 直接夯入地层 ，实现非开挖 穿越铺管 。施工 时，夯管
地质 概 况 》得 知 ， 甬绍金 衢成 品油管 道 工程 Ｓ ７ － Ｘ ４
Ｓ ７ 、Ｓ １４ Ｓ １ ５ 定 向穿越处地层主要 以卵石与 Ｘ５ Ｘ４ 一Ｘ ４段 基岩 为主，此情况按传统 的定 向钻属施工禁区 。若不
成 资源浪 费的钻机组合能力 。以甬绍金衢成 品油管道
工程第三标段 １条定 向穿越为例 ，进行定 向钻机的选 ３ 择与组合分析。
向钻施 工技 术 选定 方案和 实施过 程 。
关键词 ： 气管道 ； 殊地 质 定向钻施 工 ； 向偏 差控 制 ； 向 穿越 ； 油 特 定 定 钻机 选择 ‘ 中图分 类号 Ｔ ９ ３ Ｅ ７ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ９ ２ ７ ２ １ ） ６ ０ ９ — ２ １ ０ — ３ ４（ ０ １ ３ — ０ ７ ０
油气管道特殊地质定向钻施工技术选定
李 富强 曾九 令 李云丽 宋庆 杰
（ 中原 油 田建 设 集 团公 司 ， 南 濮 阳 ４ ７ ０ ） 河 ５０ １
摘要 ： 于特 殊地 质层 的 油气 管道定 向钻 穿越 ，可从 定 向 穿越 复 杂地质 层 的施 工 方案 、钻机 选择与 组合 、定 对 向偏 差控 制手段 等 的选 定来 保证 定 向穿越 的一 次成 功 ，从 而 消除施 工 隐患 。文章论 述 了油 气管道特 殊地质 定
２ １ ２ｏ中阑 新蓝｝ Ｅ ７ ０ １１ 高 ： ９
定向钻 穿越管段 回拖时 ，可能发生的最大 回拖力 按下 式计算值 的１５ ． 倍选取 ，并作为钻机选 型及钻杆
尺寸选用的依据 。 Ｆ Ｌ ＝Ⅱ ｆ［（ 。２ Ｄ／ ）。 Ｙ泥 ７ ８ （ 。 一 ． ５６ Ｄ一６）］＋ 粘 Ｋ
甬 绍 金 衢 成 品 油 管 道 工 程 ， 管 道 规 格 为
５ ８ ． ９５ ０ ×７ １（ ． ），年 设计输量 为５ ０ ０ｔ ａ ８ ×１ ／ ，管 道所经地 区为浙江 中西部 的浙 中丘 陵盆地地 区、金衢
（） 二 出土端 开 挖 深基 坑处 理
若出土 点一侧 需穿越 卵砾石层时 ，同样需限制在
方位控制、方位角控制 、人工磁场控 向、人 为因素控 制等措施与手段 。严格控制每一根钻 杆的控 向参数 ， 保证每一根钻杆 的偏差量为最小值 ，就可有效地 防止
经计算Ｆ Ｏ １２ 。该工程Ｓ １一 Ｘ ６ ＝．７Ｌ Ｘ ５Ｓ １河流＋ 大棚和
Ｓ ３－Ｘ ２ Ｘ １ Ｓ ３ 萧曹运河定 向钻穿越长度均为６ ０ ，在该 ０ｍ
６ —— 穿越管段的钢 管壁厚 （ ），０ ０ ９ ； ｍ ． ０ ５ｍ
Ｋ —— 粘滞系 数 ，一般 取０ ０ ～０ ０ ，这里取 粘 ．１ ．３
０ ０ ． ３。
三 、定 向偏 差控制手段
在定 向钻进过程中，易发 生钻进偏离 ，尤其是穿
越复杂地质层 。为 了控制钻进 偏差，可采取钻机就位
卵砾石层中穿越的距离，并采用 出土端大开挖 下钢套
管 的方式 ，具体 应采 用开挖 深基 坑并提 前 出土的方
盆地地 区，管道全线 需定 向钻 穿越 甬江 、姚江 、曹娥 江 、浦 阳江 、婺江等 ，其 中第三标段定 向钻穿越达 １ ３
处 ，Ｓ ７ 一 Ｘ ５ Ｘ ４ 一 Ｘ ４ 两区段地质 复杂 ，如何 Ｘ ４ ￥ ７ 与Ｓ １４ Ｓ １ ５ 进行技术选择是一个难点 。
一
法，然后再进行 回拖 管线 。出土端基坑的最大深度依
据卵砾石层 的厚度而定。
二 、钻机 选择 与组合
钻机 的选择 ，可通过对 比分析计算 ，主要是回拖 力的计算 ，才 能选择既能满足施工需要 ，又不致于造
、
定 向穿越 复杂 地质层 的施工方 案选择
通 过现 场踏 勘及 设 计下 发 《 上虞一 兴一 暨段 绍 诸
的冲击力直接作用在钢管 的后端 ，通过钢管传递到前
端 的管鞋上切削土体 ，并克服土层与管体之 间的磨擦
力 使钢 管不 断进 入土层 。待钢 管全 部夯入 后 ，用压 气 、高压水射流 、螺旋钻杆等方法将其排 出。为了能
够使 扩孔器 和主管顺利通 过 ，对于 ①５ ８ ０ 主管而言 ，
套 管 的直径 选用９ ０ ｍ ０ ｍ ，钢 管夯至岩石层 后 ，依靠钻 机 的动力 ，使用螺旋钻杆将卵石绞出。