定向鑽穿越施工的關鍵技術與措施

2022-06-15 12:24:05 字數 2032 閱讀 5791

摘要隨著城市建設的不斷發展,天然氣的應用和使用越來越多地得到更多人的青睞,然而天然氣產地與消費地的不一致性,使得用管道長距離輸送天然氣成了乙個途徑,然而在輸送過程中不可避免地要經過包括鐵路、河流、山地等障礙物。因此,穿、跨越施工技術得到了廣泛的應用。那麼如何確保施工順利實施和施工質量呢?

本文結合自己的施工過程,就定向鑽穿越施工的關鍵技術與措施進行**。

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關鍵詞中圖分類號 te973.4 文獻標識碼 a 文章編號 1673-9671-(2013)012-0009-01

1 定向鑽穿越施工的關鍵技術與措施

1.1 導向孔的選擇(如示意圖)

導向孔在鑽進過程中偏離設計穿越曲線的原因:

1)鑽機就位方位與管線設計穿越方位有偏差。

2)受外部磁場的影響,計算機採集的資料非鑽頭的真實位置。

1.2 針對以上造成曲線偏移的原因,可以採取相應措施進行預防

例如,在寶靜大工程寶坻大白莊柏油路及灌溉渠dn800鋼管定向鑽穿越工程中,我們選擇入土點安放鑽機裝置,鑽地場地為60m×60m,泥漿池為20m×20m。 鑽機場地中鑽機基礎做0.3m厚、20m長、30m寬的碎石或素混凝土墊層。

挖地錨坑:長4.0m、寬4.

0m、深1.7m,用c20素混凝土澆注;預留地錨空間(2.8m×1.

8m×1.2m)。這是根據管線穿越中心線計算出的鑽機的位置,以保證鑽機就位方位與設計管線中心線的重合。

除了鑽機位置的影響,還要注意外部磁場的影響。例如:在津晉高速b段穿越鹽場施工中,我們首先在地面上標出強磁場地面信標(如下圖)。

採用人工磁場,即在穿越中心線兩側布設的閉合線圈,這樣所佈線圈不受外部磁場的干擾,可以準確無誤的將鑽孔資料反映出來,當探頭到達此閉合的線圈區域內,接通直流電源產生磁場,通過人工磁場可以測得穿越軸線的左右偏移和穿越標高。由於人工磁場在地磁場受干擾的情況下可以提供準確的管線穿越方位角,在地磁場不受干擾的情況下可以校正控向方位角的正確性,從而能夠很好的控制導向孔與設計穿越曲線偏移,並能保證穿越曲線的平滑性。

2 導向孔的施工

導向孔曲線的光滑直接影響到鑽導向孔時的推力、回拖力和回拖的成功率。如果鑽桿在地層中呈「s」形,導致鑽桿的推力向前傳遞受阻,難於控制鑽頭的方向,引起曲線的不光滑,而且導向孔鑽進在上公升段時由於鑽桿和鑽頭自身的重力下沉會引起抬頭難,為避免上述情況發生,應在鑽導向孔時保證每根鑽桿控向角度應小於10,而且不能連續的上公升和下降。

在進行擴孔時,應保證在整個鑽進過程中有返漿。在前述寶靜大工程中,由於是穿越dn800管徑的鋼管,所以採用分級擴孔,分別使用 φ400、φ800、φ1200、擴孔器擴孔。 然後進行回拖,回拖是穿越的最後一步,也是最為關鍵的一步,在回拖時採用的施工方式是用φ1200擴孔器+旋轉切換器+φ813的穿越管線,在回拖時進行連續作業,直至管線回拖成功後,拔出套管。

回拖管段的最大允許拉力控制在不超過管道指定最小屈服力的70%,管道的最大允許縱向應力(拉+彎)不應超過管道指定最小屈服力的90%。

有關引數的選擇(以下是寶靜大工程寶坻大白莊柏油路及灌溉渠dn800鋼管定向鑽穿越施工具體資料的選擇)

2.1 穿越軌跡入土角和出土角(α,β)

入土角應比鑽機自然夾角小,考慮穿越長度盡量減小以達到更經濟的原則,選擇入土角均為α=10°考慮到穿越管線管徑為dn800,為方便管線回拖入土阻力小的原因,選擇出土角均為β=10°。

2.2 穿越管段兩端曲率半徑(r)

根據穿越設計檔案及施工規範,結合穿越的具體情況選擇

r=1500×0.813=1220m。

2.3 水平定向鑽穿越結構強度安全驗算

a:管道許用應力:[σ]=fφtδs=166(mpa)。(依據設計規範gb50423-2007中公式3.2.4-2)

[σ]—輸送油氣鋼管許用應力(mpa);

δs—鋼管規定屈服強度(mpa)—415;

φ—鋼管焊縫係數,一般取1.0;

t—溫度折減係數,當溫度小於120℃時,t值取1.0;

f—溫度設計係數,按表3.2.4取0.4

2.4 穿越管段的軸向拉應力檢算

σa=esα(t1-t2)+μσh

=2.0×105×1.2×10-5(25℃-15℃)+0.3×0

=24+0=24(mpa)

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