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        關于出入土點高差較大的定向鉆穿越方法的探討

        2014-06-09 11:05:48周海洋中國石油天然氣管道局第三工程分公司河南中牟451450
        化工管理 2014年23期
        關鍵詞:高差孔壁擋墻

        周海洋(中國石油天然氣管道局第三工程分公司 河南 中牟 451450)

        一、前言

        定向鉆是非開挖技術中一種常見的施工工藝,它廣泛應用于供水、電力、電訊、天然氣、煤氣、石油等管線鋪設施工中,適應于軟土到硬巖多種土壤條件及復雜地形施工。通常情況下,設計穿越的管線出入土點位于同一高程或者相差不大,定向鉆施工時泥漿能夠在孔內(nèi)均勻分布,施工容易控制,回拖過程中由于泥漿產(chǎn)生的浮力及其自身的潤滑作用,能夠很好的保護管道防腐層,確保防腐管質(zhì)量。然而在現(xiàn)實施工中,由于受復雜的施工環(huán)境及地勢等地理條件限制,定向鉆穿越的出入土點并不在同一高程上,經(jīng)常出現(xiàn)穿越的出入土點高差過大的情況。

        出入土點高差過大會給施工帶來很大風險。

        其一,高程低的一側(cè)泥漿壓力過大,有可能出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象,泥漿泵壓力過大也給擴孔、洗孔帶來不便;

        其二,孔內(nèi)泥漿分部不均勻,較高的一側(cè)泥漿含量少,在回拖過程中管道無法懸浮在孔內(nèi),管底和孔壁發(fā)生硬性摩擦,導致管道防腐層刮傷引發(fā)質(zhì)量問題。

        二、施工方法簡介

        1.現(xiàn)場勘察工藝

        (1)首先對施工工程已有相關資料進行查閱,認真研究圖紙,確定出入土點高差。此外,還要檢查工地的進場路徑、穿越地質(zhì)條件、地表地形、有無障礙物、地下管線分布、交通狀況、跟蹤定位系統(tǒng)的干擾源(如鐵軌、埋地電纜等)、供水條件等情況。

        (2)詳細查看施工圖紙中有關參數(shù),如:開孔傾角、最小深度、最小造斜距離等。

        (3)與其它公用管線公司聯(lián)系,讓其對地下現(xiàn)有管線進行定位并做上標記。

        2.鉆進軌跡設計

        導向是定向鉆穿越成功與否的關鍵,在施工過程中務必嚴格控制,確保導向曲線平滑,符合曲率半徑要求。尤其在地勢較高的一側(cè),曲率半徑應該夠大可以保證回拖時預制管所受阻力較小,保證回拖能夠順利進行,

        3.擋墻制作

        為了更好的控制導向、鉆孔及洗孔等一系列工序,通常將入土點設置在地勢較低的一側(cè)。為了防止在施工過程中泥漿由于自身重力而回流,在入土點鉆孔周圍設置一道混凝土擋墻。擋墻的大小和厚度可根據(jù)出入土點兩側(cè)的高差及擴孔器的最大尺寸確定。

        以DN300的擴孔器尺寸及10米高差為例,擋墻通常設置為2m*2m*0.5m,即可起到較好的封堵作用。擋墻中間以塑料管進行孔洞預留,預留的孔洞為鉆桿旋轉(zhuǎn)空隙,大小與鉆桿直徑吻合,孔洞兩側(cè)以膨潤土編織袋封堵,以油麻輔助,可以起到更好的防止泥漿回流效果。

        由于擋墻的制作與安裝后,整個定向鉆施工過程中都處于封閉狀態(tài),因此,在更換擴孔器時,只能選擇在出土點更換。

        4.各施工過程泥漿性能調(diào)整

        (1)斜孔段:泥漿的流動性能要好,結構性要強,保證鉆屑攜帶和孔眼清潔;控制泥漿的失水,防止塌孔。需增大固壁劑、降失水劑含量。

        (2)水平孔段:要及時提高潤滑劑劑量,適當降低粘度和切力,保證泥漿的流變性能良好,使鉆屑順利返出地面;增強泥漿的潤滑性,減小鉆機旋轉(zhuǎn)及推進阻力。

        (3)擴孔段:增強泥漿的造壁性能,防止孔壁塌陷;需增大固壁劑、降失水劑劑量。

        (4)回拖段:提高泥漿的潤滑性,降低摩擦阻力,增強攜屑效果;需提高潤滑劑量。

        5.防腐層保護

        由于孔內(nèi)泥漿分部不均勻,管道回拖時在地勢較高的一側(cè)缺少泥漿浮力,會出現(xiàn)管道硬性拖地的情況,造成噶U能到防腐層刮傷。必須對管道防腐層做好防護措施。通常情況下使用比主管道稍大的PE管套進行保護,回拖前將PE套管安裝在主管道外,管道前端在PE管和主管道上同時鉆孔用螺絲固定,管道后端在主管道上焊接一塊直徑較大,強度夠大的鋼板作為盲板,以防止PE管與主管道脫離,該方法可有效保護管道防腐層。安裝示意圖如下:

        PE套管的安裝是對混凝土擋墻措施的有效補充,PE套管安裝在預制管外層,防止預制管直接接觸孔壁,此方法可以更好的保護管道防腐層不受刮傷。

        三、結論與展望

        本文在現(xiàn)有的定向鉆施工基礎上,結合實際,總結經(jīng)驗,針對出入土點高差較大的定向鉆穿越,創(chuàng)新性的采取了混凝土擋墻的切實有效措施,防止泥漿回流,確保泥漿能夠在孔內(nèi)均勻分部,防止預制管與孔壁硬性接觸,同時,為預制管增加PE套管防止回拖過程中預制管發(fā)生硬性摩擦,更好的保護管道防腐層。在保證質(zhì)量的前提下順利完成了管道回拖。

        [1]《油氣輸送管道穿越工程設計規(guī)范》GB50423—2007.

        [2]閆相禎,丁鵬《長距離復雜地層水平定向鉆穿越管道施工技術》油氣儲運 2007(4).

        [3]蔡亮學,何利民,呂宇玲,薛振興《水平定向鉆管道穿越孔底泥漿的力學特性》油氣儲運2011(1).

        [4]朱波,呂建鋒,張永高《管道水平定向鉆穿越技術的特征分析》油氣儲運-2005,24(3).

        [5]盧垠,駱福全《水平定向鉆穿越工程過程控制》煤氣與熱力2012(2).

        [6]蔡亮學,何利民,呂宇玲,王丙奎,于德軍《水平定向鉆回拖載荷預測模型》油氣儲運2012(2).

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