天然气输配工程水平定向钻工程施工组织设计方案 联系客服

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到导向铺助作用;回扩时降低回扩扭矩及拉力的作用。

泥浆配制按操作要求及地质情况予设配制方案,确定正确的混合次序,按不同的地层配 制出符合要求的泥浆,并两小时检测一次泥浆性能参数。

5.3.9 钻导向孔:

钻导向孔采用31/2英寸的钻头射流辅助进行钻进,它是通过定向钻头的高压泥浆射流冲蚀破碎旋转切削成孔的,以15度斜面钻头来控制钻孔方向。

根据穿越的地质情况,选择合适的钻头。在入土点进行钻进,钻头在钻机的推力以及泥浆压力作用下由钻机驱动旋转,切削土层不断进尺;在钻进中若回转和给进同时进行,导向钻进呈直线钻进;若只给进不回转,由于受斜面反作用力的作用,实施造斜钻进,钻头的准确位置状态与斜面钻头的方向是通过钻头腔内的信号发射器及地面定位示踪仪来测定和确定的。每钻完一根钻杆要测量一次钻头,定向手根据测得参数指导司钻手调整钻头参数,及时调整钻头的钻进方向,以控制钻头按设计轨迹钻进,保证所完成的导向孔曲线符合设计要求,直到钻头预定位置出土,完成整个导向孔的钻进工作。

司钻手严格按照DDW380司钻操作规程进操作,密切观察各仪表的读数变化,充分掌握地下钻进情况,随时做好钻进参数调整;定向手严格照定向操作规程进行操作,密切观察定位仪读数,及时将必要的信息反馈给司钻手,密切配合司钻手做好钻进工作;泥浆工观察泥浆返出情况,以便准确判断钻进过程中的地质情况,以此决策钻进泥浆配比及供给,确保钻导向孔一次成功。

钻导向孔的钻具组合:Φ89mm钻头+Φ73mm钻杆。 5.3.10 逐级预扩孔:

回扩是十分重要的环节,成功质量的好坏直接影响穿管的成败。扩孔的目的将导向孔孔径扩大至铺设管线管径1.5倍为止,以减少铺管时阻力,保证管线能安全顺利施入孔中。

扩孔时使用高压泥浆喷射土层使其松散,锥形钻头在回转和拉力的作用下将土层挤压成孔,成孔的特点是孔壁完、密实、光滑,同时大量泥浆泵入回扩孔,以保证回扩孔的完整性,不塌方,将切削土屑携带回地面,起到扩孔的作用。分级护孔时,下一级扩孔增加量不宜大于200mm,回扩级差应保证每次护孔扭矩的均匀性;预扩前,试喷泥浆,检查切割刀头和扩孔器水咀是否通畅,泥浆压力是否正常。

预扩孔钻具组合:Φ80mm钻杆+扩孔器+分动器+Φ73mm钻杆。

对于铺设外径Φ323的钢管,一般需要三次预扩孔工作:Φ320mm、Φ420mm、Φ520mm。

A、第一次扩孔:将钻头卸下,Φ320mm扩孔器连在钻后端,然后由钻机旋转达回拉扩孔,每扩完一根钻杆,入土点一侧便卸下一根钻杆,同时出土点一侧便装上一根钻 ,如此 往复直到Φ320mm扩孔完毕。扩孔的同时,注入合适配比的泥浆。

B、第二次扩孔:卸下Φ320mm扩孔器,换上Φ420mm扩孔器进行回扩,同时注入合适配比的泥浆。

C、第二次扩孔:卸下Φ420mm扩孔器,换上Φ520mm扩孔器进行回扩,同时注入合适配比的泥浆。

5.3.11 管道回拖铺设:

A、导向孔钻进完成,进行扩张工作同时,完成回拖管道上回拖拉头的焊接工作。 B、当扩孔完成,用挖掘机配合装上扩孔器、万向旋转接接头、“U”型环,即将Φ520mm的扩孔器与外径Φ323的钢管用分动器连接牢固,然后管线检查合格后,因管道无法在管位上焊接,在挖掘机的配合与钻机旋转牵引下,拖入已成形的轨迹孔洞,直至将管线拉到钻机侧预铺设位置。

5.3.12 设备撤场

回拖完毕,立即安排设备离场,按照先主要和大型设备、后次要和小型设备顺序安全有序地撤离设备。

5.3.13 地貌恢复

管线下沟后,分层回填压实;周围环境,尽量恢复原貌;定向钻等设备调遣走后,用人工平整,处理泥浆沟内泥浆的处理见环保措施。

5.3.14 竣工验收

由建设单位工程负责人及监理工程师组织人员按照设计图纸及技术要求进行现场验收签证。

5.4主要施工材料

定向钻穿越施工主要用料表

序号 1 2 3 材料名称 膨润土 膨聚合polymer 防卡润滑剂 单位 T T T 数量 10 0.5 0.8 4 5 柴油 汽油 T T 1 0.5 上表穿越用材料是估计所得,与具体的用量有一定的偏差。 六、施工技术措施

6.1 穿越管偏差的技术控制措施

定向钻进非开挖铺管技术的原理是利用导航仪的导向作用,使导向钻头沿着设计轨迹钻进,使导向钻孔的实际轨迹与设计轨迹相符,完成导向孔施工后,进行回拉扩孔铺管施工;将工作管道铺设在设计位置。该技术的关键部分是导向钻进的导向技术,它是利用旋转在钻头内的探头发射信号,地表导航仪器可随时测出钻头位置、深度、倾角和面向角等参数,操作者据此进行造斜钻进或稳斜钻进,及时调整钻孔方向,实现有目标的引导式钻进,即导向钻进。

传统的导航仪解决了钻进过程中钻头钻进方向控制的问题,但这种导航方法仍存在效率较低、信息滞后、控制被动等缺点。传统的导航方法在对钻头进行精确定位和深度测量时必须停止钻进,定位时要比较费时地在两个方向上寻找峰值回应,而且由于探头信号多个峰值的存在,可能会出现误定位的危险。钻头位置与预定轨迹的偏离只有在下一次定位之后才能发现,发现偏离之后由接收机操作者指挥钻机操作者进行钻进方向调整。随着市场竞争的加剧,用户迫切需要一种效率更高、使用更简单、定位更准确的导航仪。美国DCI公司新开发研制的Eclipse导向钻进导航仪采用了四箭头指示探头位置的专利技术,实现了真正意义的引导钻进,使无停顿钻进成为可能。

Eclipse接收机有伸出的双臂,双臂的末端装有接收线圈,接收机通过双臂和机身内的线圈接收探头的信号,利用特殊的信号处理技术,实现控头位置的四箭头批示。这是Eclipse最突出的特点。

Eclipse有两种导航模式,即定位模式和引导模式。 定位模式

定位模式与传统的导航方法一样,用接收机去寻找探头的位置。Eclipse采用了四箭头指示探头位置技术,箭头始终指向探头的位置,当接收机在探头正上方时四箭头同时显示在屏幕上,因而可以在不停止钻进的情况下以最快的速度找到探头的准确位置。另外Eclipse还具有高峰识别功能,接收机位于主峰范围之内时,屏幕同时显示左右箭头和前后箭头,而当接收机在主峰范围之外时,屏幕只显示左右箭头,从而消除了探头信号多个峰值引起的误

定位的危险。

引导模式

这是Eclipse特有的工作模式,将接收机放置在钻头预定要到达的位置,同步显示器上有一组发光二级可以指示钻头是否偏离预定的轨迹以及偏离的方向和大小,钻机操作者根据这些批示及时地调整钻进方向,使钻头能准确地到达预定的位置(接收机的位置)。当钻头到达接收机正下方时,四个箭头同时显示在屏幕上,并给操作者提供钻头的深度值。然后,将接收机旋转在下一个预定的位置,继续引导钻头沿着预定的轨迹钻进。这校在Eclipse的引导下就可以无停顿地完成整个钻进过程。

Eclipse导向钻进的导航仪克服了传统的导航仪克服了传统的导航仪信息滞后、控制被动等缺点,大大地提高了钻进效率,垂直深度15m误差20cm;Eclipse能够实时地钻进轨迹与设计轨迹的吻合程度;采用引导模式Eclipse可以引导钻头穿越江河湖泊、地面建筑等传统的导航仪无法工作的区域。Eclipse采用了全自动设计,操作非常简单;另外,Eclipse接收机具有数据记录功能,事后可以根据记录的数据绘制出实际钻进的轨迹;在探头方面,Eclipse可使用DCI公司特有的双频探头,以适应不同的现场条件。

6.2 从测量至管道回拖过程中的技术措施

定向钻穿越河流的关键在于钻导向孔、管线的安装及扩孔、泥浆配比、回拖管道,由于地质可能不规律变化,会增加钻进难度,因此要仔细认真,全面掌握地质资料切不可掉以轻心。

A、在设计钻进轨迹阶段,要详细地研究工程地质报告,结合现场勘察,测量以及穿越工程的设计规范,对铺设轨迹进行设计和管道受力进行系统的分析,确保工程顺利进行。

B、测量放线:用全位仪将钻孔轴线标出,放出定向钻摆放位置线,确保钻机中心线与入土点、出土点成一条直线,每3m一个桩,并逐点测出标高,按照设计坡度计算出各桩点的管底标高,再用公式计算钻孔轨迹线上的每个桩点的轨迹高程,然后计算出钻孔在该点的深度,连同钻孔在该点的斜度一并记入钻孔数据中,以备施工时参考。

C、要严格按照设计钻进轨迹要求,安装调整钻机的位置和角度。

D、定向时为防止出现水平及纵向偏差,在河上打桩(或拉绳),定向手乘坐小船在水面上定向,这样将偏差减小到最小。

E、测量控向参数:按操作规程标定控向参数,要求细心并尽可能多测取参数比较,将控向的偏差减小到最小。

F、根据参考的河流水文,河床的轮廓图,地质勘探资料,与其他单位核对地(下水)管