辽鲅定向钻穿越普通公路施工方案

辽阳石化-营口鲅鱼圈成品油管线工程定向钻穿越道路施工方案

辽鲅管线定向钻穿越施工机组

2008年10月20日

水平定向钻穿越道路施工方案

一•水平定向钻穿越施工流程图

二•施工方法简介

1.按预先设定的地下铺管轨迹钻一个小口径先导孔，随后在先导孔出口端的钻杆头部安装扩孔器回拉扩孔，当扩孔至尺寸要求后，在扩孔器的后端连接旋转接头、拉管头和管线，回拉铺设地下管线，完成管线穿越工作。

施工准备：

2.地质调查：施工管线征地范围内存在的地下管线、光缆、电缆、预留套管、排水管等地下障碍物，需业主与其相关单位协商，签定会签单。会签单需标明管线走向、设计标高，为定向钻穿越提供参考依据。

3.场地布置

1•测量放线：机械设备占用场地尺寸根据现场实际情况而定。

2•平整钻机场地，保证有足够的承载力。

3•挖泥浆沉淀池。开挖排浆及地锚坑时要留出足够边坡。

4 •钻机及配套设备就位：按照布置图将钻机及附属配套设备安放在预定位置，进行系统连接、试运转，保证设备正常工作。

三•水平定向钻作业

1 •钻导向孔（如下图所示）

导向孔是在水平方向按预定角度并沿预定截面钻进的孔，包括一段直斜线和

一段大半径弧线。在钻导向孔的同时，使用更大口径的钻杆（即冲洗管）来屏蔽导向钻杆。导向孔的方向控制由位于钻头后端的钻杆内的控制器（称为弯外壳）完成。钻进过程中钻杆是不做旋转的，需要变换方向时可将弯外壳向右定位，钻进路线即向右沿平滑曲线前进。钻孔曲线由放置在钻头后端钻杆内的电子测向仪进行测量并将测量

结果传导到地面的接收仪，这些数据经过处理和计算后，以数字的形式显示在显示屏上，该电子装置主要用来监测钻杆与地球磁场的关系和倾角（钻头在地下的三维坐标），将测量到的数据与设计的数据进行对比，以便确定钻头的实际位置与设计位置的偏差，并将偏差值控制在允许的范围之内，如此循环直到钻头按照预定的导向孔曲线在预定位置出土。

要根据穿越的地质情况，选择合适的钻头和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。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，作为预扩孔和回拖主管线的引导曲线。

2 •预扩孔（如下图所示）

导向孔完成后，要将该钻孔进行扩大到合适的直径以方便主管线的安装，此

过程称为预扩孔，依最终成孔尺寸决定扩孔次数。通常，在钻机对岸将扩孔器连接到钻杆上，然后由钻机旋转回拖入导向孔，将导向孔扩大，同时要将大量的泥浆泵入钻孔，以保证钻孔的完整性和不塌方，并将切削下的岩屑带回到地面。

3.回拖主管线（如下图所示）

回拖主管线时，将扩孔工具和管线连接好后，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，主管线在回拖过程中是不旋转的，由于扩好的孔中充满泥浆，所以主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200mm所以不会损伤防腐层。预扩孔完成以后，主管线即可拖入钻孔。管道预制应在钻机对面的一侧完成。扩孔器一端接上钻杆另一端通过旋转接头接到主管线上。旋转接头可以避免主管线跟着扩孔器旋转，以保证将其顺利拖入钻孔。回拖由钻机完成，这一过程同样需要大量泥浆配合，回拖过程要连续进行直到扩孔器和主管线自钻机一侧破土而出。

四•质量控制

1.质量控制要素：泥浆控制、导向孔的穿越曲线、预扩孔、管线回拖。

2 •控制方法与措施

泥浆质量控制：泥浆是定向穿越中的关键，要针对不同的地层采用不同的泥

浆。在沙土层及粉质粘土层穿越时，钻进与成孔护壁困难，为保证质量，采取以下措施：泥浆用水中加入纯碱，提高水的PH值。按照事先确定好的泥浆配比用一级膨润土加上泥浆添加剂，配出合乎要求的泥浆。根据不同地层地质，及时调整泥浆参数，提高钻进与扩孔质量，保证管道回拖成功。

导向孔的穿越曲线：严格按照设计和规范要求进行穿越，并用跟踪系统进行定位，确保出土位置准确无误。

预扩孔：在导向孔成形后，连接扩孔器，进行回扩。在回扩时，注入配置好的泥浆，提高扩孔质量。

管线回拖：为确保穿越万无一失，回拖要与扩孔同时完成。回拖时要连续作业，避免因停工造成管孔阻力增大，如果回拖力太大时，将采用助推器进行助推。五•公路穿越断面示意图

断面示意图