創(chuàng)業(yè)大分道定向鉆方案

1、定向鉆施工方案大慶金盛隆建筑安裝工程有限公司2013年6月22日自然狀況工程名稱、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)地點(diǎn)、工程特點(diǎn)二號(hào)供水干線定向鉆位于大慶市讓胡路區(qū)創(chuàng)業(yè)大道距南二路燈崗南側(cè)300米處，沿線大部分油田公路，交通條件比較便利。本工程采用其他方式無法完成，所以唯有采用定向鉆穿越方式可確保工程完成，同時(shí)保證不破壞路面等優(yōu)點(diǎn)。工程方式為：定向鉆穿越方式。穿越長(zhǎng)設(shè)計(jì)為720，共1道，110米。技術(shù)難度大從開挖處探明的是地勢(shì)較平坦，局部稍有起伏。土壤表層0.4m左右為耕土，局部夾粘土、粉土薄層，下部為粉質(zhì)粘土，地下水位埋深大于3.0m。自然條件地理位置和交通條件穿越區(qū)位于地貌類型屬低平原，地基較為穩(wěn)定工程地質(zhì)

2、土壤表層0.4m左右為耕土，局部夾粘土、粉土薄層，下部為粉質(zhì)粘土，地下水位埋深大于3.0m。氣候條件穿越區(qū)所在大慶市，位于松遼平原中部，氣候?qū)儆诖箨懶园敫珊祰?yán)寒氣候，受季節(jié)風(fēng)影響較大，冬季漫長(zhǎng)，寒冷干燥，春季多風(fēng)，短促雨水集中在7-9月份，每年10月15日至次年4月20日進(jìn)入冬季施工期，每年11月至次年5月施工均有開挖凍土現(xiàn)象發(fā)生。該工程主要施工階段均在冬季。水文條件該地區(qū)地下水位埋深大于3.0m，地下水ph值為8.10，水質(zhì)類型為碳酸氫鈉型水，硫酸根離子含量為287mg/l。主要工程量 管道720定向鉆穿越公路1處110米穿越施工方案1測(cè)量放線施工方案準(zhǔn)備工作儀器檢查校訂測(cè)量放線定樁劃線與沿

3、線地方政府協(xié)調(diào)移樁填寫施工記錄下道工序1.1測(cè)量、放線工作程序?yàn)椋?.2測(cè)量、放線由參加接樁的專業(yè)工程師主持，測(cè)量?jī)x器應(yīng)經(jīng)法定計(jì)量部門校驗(yàn)合格且在有效期內(nèi)方可使用。1.3根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體位置，確定定向鉆穿越的入土點(diǎn)、出土點(diǎn)、穿越軸線以及穿越場(chǎng)地的位置和范圍。全站儀進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量放線過程中應(yīng)對(duì)測(cè)量控制樁進(jìn)行全過程保護(hù)。1.4對(duì)于丟失的控制樁、水準(zhǔn)標(biāo)樁，應(yīng)根據(jù)交接樁記錄等定測(cè)資料進(jìn)行補(bǔ)樁。1.5管線測(cè)量應(yīng)測(cè)定出定向鉆穿越主管線中心線，每30m設(shè)置一個(gè)標(biāo)樁。1.6掃線后，在管線中心線每隔10m打上一個(gè)加密點(diǎn)。1.7對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)明的地下障礙物及在勘察現(xiàn)場(chǎng)過程中發(fā)現(xiàn)的隱蔽工程必須用探測(cè)儀器探明與管道中心線

4、相交的準(zhǔn)確位置，并做出明顯的標(biāo)志，標(biāo)明名稱、埋深和尺寸；以便管溝開挖時(shí)采用特殊的方法。1.8穿越中心線定點(diǎn)后，按工程需要放出穿越軸線和邊界線，陸上部分放出用地邊界線。1.9根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)甲方給定的控制樁位置，放出穿越軸線，并確定穿越中心樁、施工帶邊線。發(fā)送坑、接收坑、泥漿池、蓄水池的位置和尺寸亦應(yīng)同時(shí)放出。1.10根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測(cè)定出定向鉆的入土點(diǎn)和出土點(diǎn)的坐標(biāo)。1.11施工測(cè)量放線允許誤差應(yīng)符合以下規(guī)定：長(zhǎng)度測(cè)量誤差為5%角度測(cè)量誤差為2標(biāo)高測(cè)量誤差為50cm1.12出土點(diǎn)和入土點(diǎn)必須有4m4m2m的泥漿池以便泥漿的回收。 1.13定向鉆穿越的施工步驟前期工作準(zhǔn)備就緒后，機(jī)械設(shè)備開始進(jìn)入施工場(chǎng)地進(jìn)行

5、施工。施工的主要步驟及工作情況如下：泥漿配制測(cè)量定位測(cè)徑、清管場(chǎng)地平整鉆導(dǎo)向孔挖發(fā)送溝、布管預(yù)擴(kuò)孔安裝鉆機(jī)管道與鉆具連接回拖管道拆卸鉆機(jī)/套管清理場(chǎng)地地貌恢復(fù)定樁測(cè)量放線儀器檢查校定準(zhǔn)備工作下道工序填寫施工記錄移樁穿越占地確定1.14測(cè)量放線1.15測(cè)量、放線工程工序：1.16泥漿性能控制技術(shù)原則水平定向鉆施工材料主要為膨潤(rùn)土，并且泥漿的配比情況對(duì)穿越成功與否起決定性作用。泥漿的配置取決于鉆孔時(shí)所面臨的土壤狀況。通常將土壤分為粗土和細(xì)土，粗土一般沒有吸水性，可以使水自由流過顆粒，它一般包括砂土和礫石，細(xì)土一般包括粘土和頁巖，它可阻止水滲透到地層，吸水膨脹。但是，實(shí)際施工時(shí)所面臨的土質(zhì)界限并不明

6、顯，可能變化很大或多種土質(zhì)混合出現(xiàn)，因此，沒有哪一種泥漿在任何土質(zhì)中都是最好的，只能根據(jù)地質(zhì)實(shí)際情況配置。大致的原則是，在粗土中使用膨潤(rùn)土，在細(xì)土中使用聚合物。有時(shí)，甚至同一個(gè)工程中使用多種泥漿。膨潤(rùn)土混合配比表 地質(zhì)情況產(chǎn)品推薦用量(每1,000升)馬氏漏斗粘度(s)一般地層流沙層hydraul-ez(易鉆)/insta-vis plus(萬用王)(12-18公斤/1.25-2.5升)35-40改善水質(zhì)低ph值水質(zhì)加入純堿調(diào)整至8-10(0.3-0.6公斤)1.17導(dǎo)向孔3540s，易鉆幫手速浮，加強(qiáng)攜砂、潤(rùn)滑、固孔，以增強(qiáng)攜屑能力，降低鉆桿的阻力。1.18預(yù)擴(kuò)孔泥漿粘度按導(dǎo)向孔。+khj

7、+pac+速浮。1.19管線回拖：回拖泥漿粘度80s，同時(shí)加khj潤(rùn)滑。1.20泥漿添加劑用量及加料方法khj：泥漿量的24，一般20m3泥漿罐內(nèi)加2大桶；可直接在攪拌罐內(nèi)加料，混合均勻后使用。pac：在主罐內(nèi)加，每罐（20m3）加46桶，預(yù)先攪拌水化。速浮：在主罐加料斗上加，每罐（20m3）加2包，分四次加完。1.21泥漿粘度和添加劑的使用還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，上述內(nèi)容僅作為泥漿配置的原則性要求。1.22泥漿的混配注意事項(xiàng)水源：抽用的水應(yīng)盡量保持低含砂量，可將水泵放置在水位相對(duì)較深的位置，同時(shí)備足相應(yīng)的水龍帶。為預(yù)防砂石抽入攪拌水罐內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)一水罐，攪拌罐內(nèi)的用水必須經(jīng)水罐加堿調(diào)整p

8、h值后方可使用。加料：現(xiàn)場(chǎng)禁止采用割袋方式加料，宜在加料斗設(shè)鋼絲網(wǎng)，嚴(yán)格控制編織袋線、塑料布、尼龍繩等進(jìn)入泥漿馬達(dá)。 過濾：泥漿進(jìn)入高壓泥漿泵前設(shè)置過濾器和過濾網(wǎng)，每班清洗過濾器、過濾網(wǎng)至少一次，并做好交接班記錄。場(chǎng)地：泥漿罐、高壓泥漿泵四周挖排水溝，利于排漿、排水；泥漿場(chǎng)地禁止鋪墊小碎石，以防止碎石帶入罐內(nèi)造成嚴(yán)重后果；當(dāng)班人員應(yīng)控制上罐人員，防止腳底將場(chǎng)地碎石、線繩等帶入罐內(nèi)。1.23泥漿設(shè)備的使用高壓泥漿泵：mp50泵至鉆機(jī)架高壓泥漿管為3，減少泥漿瓶頸段管線長(zhǎng)度；應(yīng)考慮備用泵一臺(tái)。給料泵（4pw，22kw）：現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備不少于2臺(tái)泵頭，有問題時(shí)及時(shí)更新檢修。柴油發(fā)電機(jī)組：現(xiàn)場(chǎng)配備一臺(tái)20

9、kw柴油發(fā)電機(jī)組，專門用于給料泵供電。1.24泥漿馬達(dá)泥漿馬達(dá)的使用與泥漿的關(guān)系鉆具的輸出扭矩與泥漿流過馬達(dá)產(chǎn)生的壓力降成正比，但對(duì)鉆具輸出轉(zhuǎn)速的變化幾乎不產(chǎn)生影響。輸出轉(zhuǎn)速與輸入泥漿的流量成正比。泥漿的比重和粘度對(duì)馬達(dá)性能的影響甚微，但對(duì)整個(gè)系統(tǒng)壓力有直接影響；廠家推薦的泥漿中的含砂量低于1，若含砂量高于5，馬達(dá)的壽命將大大縮短。為了確保萬無一失，建議再備用一臺(tái)泥漿馬達(dá)。1.25流量控制軟地層穿越：200250gpm，合0.7560.945 m3/min，特殊情況可進(jìn)一步減小流量。1.26壓力控制軟地層穿越：50psi（合0.34mpa）的壓差。1.27泥漿馬達(dá)施工前，應(yīng)進(jìn)行壓力測(cè)試，詳細(xì)記

10、錄有關(guān)的數(shù)據(jù)。1.28泥漿馬達(dá)在反轉(zhuǎn)的情況下（如鉆頭受卡，鉆桿正轉(zhuǎn)，相當(dāng)于泥漿馬達(dá)反轉(zhuǎn)），泥漿將通過鉆頭水眼倒吸入泥漿馬達(dá)內(nèi)，如吸入泥漿含砂量過大，會(huì)對(duì)泥漿馬達(dá)造成嚴(yán)重的損壞。1.29穿越應(yīng)注意的幾個(gè)問題出土點(diǎn)的進(jìn)場(chǎng)道路和場(chǎng)地應(yīng)進(jìn)行修整，能滿足倒運(yùn)鉆具、泥漿回收處理、特殊情況處理等需要。所有鉆具在使用前應(yīng)進(jìn)行表面清洗、外觀檢查；尤其是鉆桿絲扣和彎曲變形的檢查，有懷疑者按不合格處理，送檢合格后方可再用。操作人員的配備應(yīng)保證具有較高素質(zhì)、充沛的精力；控向、司鉆、泥漿、吊裝等工種采用12小時(shí)二班作業(yè)。在導(dǎo)向孔完成之前，盡量保持出土點(diǎn)附近的原始地貌和標(biāo)志。1.30 應(yīng)急預(yù)案導(dǎo)向孔卡鉆的應(yīng)急預(yù)案導(dǎo)向孔鉆

11、進(jìn)過程中，鉆頭很可能卡鉆，表現(xiàn)為泥漿壓力劇增，或伴隨鉆機(jī)扭矩瞬間的增大（旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)），此時(shí)，泥漿馬達(dá)產(chǎn)生的扭矩?zé)o法克服巖石作用于鉆頭上的扭矩，鉆頭停止轉(zhuǎn)動(dòng)。處理的方法有二種：一是當(dāng)泥漿的壓降能保持在500psi范圍內(nèi)時(shí)，可采取立即停止鉆桿的推進(jìn)，改為往鉆機(jī)方向拉鉆桿，使鉆頭迅速離開巖石，降低泥漿的壓差，然后用更慢的推力和推進(jìn)速度鉆進(jìn)；二是當(dāng)泥漿的壓降超過500psi時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉泥漿泵，停止泥漿的泵送，往鉆機(jī)方向回撤鉆桿，防止泥漿馬達(dá)因密封件受壓過大而損壞。因此次穿越設(shè)計(jì)曲率半徑小，導(dǎo)向孔施工過程中，在更換鉆具或其它特殊情況回抽鉆桿時(shí)卡鉆。主要原因是個(gè)別地段造斜過大，清孔不徹底，鉆屑過量堆積引

12、起“縮孔”，造成卡鉆。處理方法：首先應(yīng)保持泥漿的正常工作，有足夠的泥漿往孔內(nèi)泵送，此時(shí)鉆桿且不可簡(jiǎn)單地繼續(xù)往回拉，否則容易將鉆頭卡死。應(yīng)在泵送泥漿的前提下繼續(xù)往前進(jìn)，耐心進(jìn)行清孔，同時(shí)按首次鉆進(jìn)記錄調(diào)整鉆頭的高邊，停止鉆桿的旋轉(zhuǎn)往回抽，注意控制好鉆機(jī)的拉力，然后旋轉(zhuǎn)鉆桿前進(jìn)、清孔，多次反復(fù)，直到順利通過“縮孔”地段。1.31試鉆搬運(yùn)、就位、連接、調(diào)試完成后，對(duì)所有機(jī)械設(shè)備進(jìn)行單機(jī)試運(yùn)，對(duì)泥漿系統(tǒng)、控向系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。然后根據(jù)地質(zhì)條件配好足量泥漿，進(jìn)行噴射，鉆機(jī)試鉆進(jìn)20-30米，檢查各部位、各系統(tǒng)的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。1.32導(dǎo)向孔鉆進(jìn)1.33根據(jù)設(shè)計(jì)軌跡和方位，確定鉆機(jī)位置、固定鉆機(jī)并

13、連接泥漿系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)。1.34導(dǎo)向孔根據(jù)設(shè)計(jì)好的軌跡線路，根據(jù)穿越的地質(zhì)情況，曲線半徑設(shè)計(jì)為360.0米（1200d），充分確保穿越軌跡的平滑。1.35導(dǎo)向孔穿越時(shí)每鉆進(jìn)一根鉆桿，至少測(cè)量一次方向及鉆頭的實(shí)際位置，對(duì)探測(cè)點(diǎn)要做好標(biāo)記。認(rèn)真記錄鉆進(jìn)過程中的扭矩、推力、泥漿流量、泥漿壓力、方向改變量。以便及時(shí)調(diào)整鉆頭的鉆進(jìn)方向和深度，保證所完成的導(dǎo)向孔曲線符合設(shè)計(jì)要求。見示意圖： 鉆導(dǎo)向孔1.36回?cái)U(kuò)孔1.37擴(kuò)孔工藝根據(jù)地層情況采用反拉旋轉(zhuǎn)擴(kuò)孔成孔。1.38導(dǎo)向鉆孔完成后，進(jìn)行擴(kuò)孔。鉆頭和鉆桿必須確保連接到位、牢固才可回?cái)U(kuò)，以防止回?cái)U(kuò)過程中發(fā)生脫扣事故。1.39根據(jù)各段不同地層配制不同濃度的泥

14、漿，使其擴(kuò)孔時(shí)回拖力的數(shù)值和扭距值控制在鉆機(jī)正常工作參數(shù)之內(nèi)。3.6.4回?cái)U(kuò)過程在必須根據(jù)不同地層地質(zhì)情況以及現(xiàn)場(chǎng)出漿狀況確定回?cái)U(kuò)速度和泥漿濃度及壓力，確保成孔質(zhì)量。見示意圖： 預(yù)擴(kuò)孔1.40管道回拖1.41確?；赝蠒r(shí)管道防腐層不被損壞的措施鉆導(dǎo)向孔時(shí)，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，保證導(dǎo)向孔圓滑、平整，避免出現(xiàn)超限的拐角。在回拖時(shí)采取的切割刀、擴(kuò)孔器直徑比穿越管道直徑大1.3倍，以減少回拖阻力，同時(shí)減少管道與孔壁發(fā)生的刮碰現(xiàn)象。泥漿配比隨地質(zhì)進(jìn)行變化，在回拖時(shí)對(duì)泥漿進(jìn)行處理，加入一定數(shù)量的增稠劑，減少管線與孔壁的摩擦阻力，孔內(nèi)形成的泥餅要薄、堅(jiān)韌、質(zhì)密，失水量要小，泥漿粘度一定根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整

15、。根據(jù)地質(zhì)變化隨時(shí)調(diào)整泥漿配比粘度和壓力，回拖中通過泥漿的配比使管線懸浮在泥漿當(dāng)中減少摩擦力。1.42擴(kuò)孔完成后首先對(duì)所回拉管線進(jìn)行檢查，孔內(nèi)干凈，沒有不可逾越的障礙后，經(jīng)檢查合格后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用發(fā)送溝回拉管道，發(fā)送溝內(nèi)注入水，使回拖的管道在發(fā)送溝內(nèi)處于懸浮狀態(tài)，管線在其上面勻速行進(jìn)，減少回拖阻力，保護(hù)好管道防腐層。管線回拖前從出土點(diǎn)洞口處開始向前開挖5米(深度為挖至已形成的洞口部)形成一條與穿越軸線相一致的管溝，在回拖過程中，使管線在重力作用下通過自然彎曲順利進(jìn)入洞口，減小管線的回拖阻力。并且挖一發(fā)送溝，本次發(fā)送溝的開挖，根據(jù)回拖管線的實(shí)際拖力定為全程開挖發(fā)送溝以減少被回拖管線的回拖阻力。

16、為防止回拖時(shí)管線飄移，故重點(diǎn)在管線別彎處的發(fā)送溝要挖深1米左右，確?；赝线^程中管線的穩(wěn)定。保證發(fā)送溝軸線在實(shí)際穿越軸線的延長(zhǎng)線上，確保管道在溝內(nèi)的完好狀態(tài)。發(fā)送溝內(nèi)注入水，水深度最少要達(dá)到回拖管線的三分之二處，以便于懸浮管線，減小回拖阻力。3.7.3確保管線順利回拖的措施：管線回拖前對(duì)鉆機(jī)、鉆具及泥漿配套系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行全面檢查及維護(hù)保養(yǎng)（附維護(hù)維修記錄），確保鉆機(jī)及其動(dòng)力系統(tǒng)性能良好，運(yùn)轉(zhuǎn)正常。泥漿系統(tǒng)通暢，壓力能夠滿足回拖要求。對(duì)鉆桿、切割刀、擠擴(kuò)器、分動(dòng)器等鉆具進(jìn)行探傷檢查(y射線或x光檢測(cè)等)確保鉆具無裂紋，強(qiáng)度滿足回拖要求。在最后一次回?cái)U(kuò)時(shí)，采取擴(kuò)孔器直徑比穿越管道直徑大1.3倍（24

17、）的方式進(jìn)行連接后擴(kuò)孔，擴(kuò)孔之后采用擴(kuò)孔器-分動(dòng)器-管道連接的方式進(jìn)行回拖,這樣就能保證在回?cái)U(kuò)過程中鉆機(jī)的大部分動(dòng)力應(yīng)用在了拉力上,從而避免了采用切割刀-擴(kuò)孔器-分動(dòng)器-管線連接而造成的鉆機(jī)動(dòng)力的分散，確?；赝系某晒?。在回拖時(shí)鉆具連接要迅速，盡量縮短鉆具在導(dǎo)向孔內(nèi)的停滯時(shí)間。1.43管線回拖時(shí)連接順序：動(dòng)力頭動(dòng)力頭保護(hù)短節(jié)鉆桿擴(kuò)孔器旋轉(zhuǎn)接頭u型環(huán)拖拉頭管線1.44回拖的過程中根據(jù)鉆機(jī)參數(shù)，注入適當(dāng)量的泥漿，減少管道與孔壁的磨擦，確保管壁防腐層不被破壞，并能使管道與孔壁的縫隙充分填滿，通過膨潤(rùn)土的膨化作用，完成孔壁與原土的完整結(jié)合。1.45為保護(hù)管道，每天必須配合管道焊接單位進(jìn)行巡檢，并對(duì)損傷部

18、位進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)傷。1.46記錄回拖中的技術(shù)參數(shù)，設(shè)專人觀察沿線是否有漏漿現(xiàn)象，出現(xiàn)異常立即報(bào)告。見示意圖： 回拖管線1.47施工技術(shù)保證措施1.48防止定向鉆在鉆孔時(shí)呈“s”型的措施在定向鉆穿越的施工過程中，導(dǎo)向孔的平滑與否、能否與原設(shè)計(jì)曲線一致，避免導(dǎo)向孔出現(xiàn)“s”型是順利完成穿越施工的先決條件。需要采取了以下措施：1.49在測(cè)量放線過程中，為保證其準(zhǔn)確性，用全站儀對(duì)出、入土點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)，保證穿越管道與設(shè)計(jì)相符。1.50在開鉆前，對(duì)鉆探儀器進(jìn)行校正，并多點(diǎn)反復(fù)測(cè)量、保證其精度。1.51施工前進(jìn)行地質(zhì)條件的分析，根據(jù)設(shè)計(jì)曲線在坐標(biāo)紙上以每根鉆桿連接的方式畫出穿越曲線圖，給每根鉆桿標(biāo)號(hào)注明相應(yīng)的地質(zhì)情況.在鉆進(jìn)過程中，根據(jù)鉆進(jìn)位置的地層情況對(duì)泥漿粘度進(jìn)行控制，隨時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整泥漿壓力，泥漿配比等參數(shù)，防止地下的塌陷等。1.52在鉆機(jī)就位后，需精確測(cè)量出夾角的大小，計(jì)算出水平漂移量并記錄下來，在鉆