水平定向钻穿越施工工艺过程

管道定向钻水平穿越施工工艺过程

作者：河南中拓石油

采用管道定向钻水平技术进行管线穿越施工，是石油天然气管道，市政建设和电气化管网改造，通讯光缆敷设和穿越大中小型江河，湖泊以及不可拆迁建筑物的最佳选择，是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。水平定向钻穿越方法又简写为HDD 方法。其工作过程是通过计算机控制钻头进行导向和探测，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，把产品管线回拖到扩大了的导向孔中，完成管线穿越的施工过程。

施工工艺过程介绍

HDD 水平定向钻穿越施工方法目前已广泛用于石油天然气，通信，电力，市政，煤气，水利和交通等行业和部门的地下管道安裝工程中。

1．1 工艺过程示意参看如下。

1.这里显示的是在障碍物下，通过钻出一条最理想的钻进路径，在不破坏地表原状的前提下，来完成管线铺设的过程。

2.理想的钻进路径通常是：使铺装的管线在渐变的、较小的弯曲且不发生永久变形的受力状况下敷设在计划的位置。

3.通常要求所使用的钻机系统要具有足够的扭矩来驱动钻头或扩孔器，并将钻屑和钻液很好混合。

4．在施工前，必须仔细勘查和辨认钻孔的土质，施工时要制订适合地质情况的钻孔工艺，选用合适的泥浆配比，选择有效切削和混合钻屑的扩孔器。

5．扩孔的目的是使管线的外壁与钻孔壁之间产生足够的环型空间，以便管线拖入钻孔时有足够的环型空间，以便挤走部分泥浆。

1．2 水平定向钻穿越施工工艺介绍

使用水平定向钻机进行管线穿越施工，一般分为二个阶段：第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔；第二阶段是将导向孔进行扩孔，并将产品管线（一般为钢管，PE 管道，光缆套管）沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中，完成管线穿越工作。

1）钻导向孔: 要根据穿越的地质情况，选择合适的钻头/导向板（或地下泥浆马达），开动泥浆泵对准入土点进行钻进，钻头在钻机的推力作用下由钻机驱动

旋转（或使用泥浆马达带动钻头旋转）切削地层，不断前进，每钻完一根钻杆要测量一次钻头的实际位置，以便及时调整钻头的钻进方向，保证所完成的导向孔曲线符合设计要求，如此反复，直到钻头在预定位置出土，完成整个导向孔的钻孔作业。

见示意图一：钻导向孔。

钻机被安装在入土点一侧，从入土点开始，沿着设计好的线路，钻一条从入土点到出土点的曲线，作为预扩孔和回拖管线的引导曲线。

2）预扩孔和回拖产品管线：一般情况下，使用小型钻机时，直经大于200 毫米时，就要进行予扩孔，使用大型钻机时，当产品管线直径大时，就需进行预扩孔，预扩孔的直径和次数，视具体的钻机型号和地质情况而定。

见下面的示意图二：预扩孔

3）回拖产品管线

地下孔经过预扩孔，达到了回拖要求之后，将钻杆、扩孔器、回拖旋转活节和被安装管线依次连接好，从出土点开始，一边扩孔一边将管线回拖至入土点为止。回拖产品管线时，先将扩孔工具和管线连接好，然后，开始回拖作业，并由钻机

转盘带动钻杆旋转后退，进行扩孔回拖，产品管线在回拖过程中是不旋转的，由于扩好的孔中充满泥浆，所以产品管线在扩好的孔中是处于悬浮状态，管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑，这样即减少了回拖阻力，又保护了管线防腐层，经过钻机多次预扩孔，最终成孔直径一般比管子直径大，所以不会损伤防腐层。

下面的示意图三：回拖管线。