鉆進(jìn)過(guò)程中可能出現(xiàn)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施及預(yù)案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 鉆進(jìn)過(guò)程中可能出現(xiàn)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施及預(yù)案一、 防止定向鉆在鉆孔時(shí)呈“S”形的措施在定向穿越施工過(guò)程中，孔道有時(shí)會(huì)出現(xiàn)“S”形的現(xiàn)象，造成這一現(xiàn)象的主要原因是導(dǎo)向孔曲線成形不好和擴(kuò)孔時(shí)出現(xiàn)偏擴(kuò)。地表或地下磁干擾造成探頭探測(cè)數(shù)據(jù)失真，易誘導(dǎo)導(dǎo)向孔曲線成形不好；穿越地層軟硬不均和擴(kuò)孔器組合方式不當(dāng)，易誘導(dǎo)擴(kuò)孔器在孔道內(nèi)偏擴(kuò)。為防止在定向穿越施工過(guò)程中，孔道出現(xiàn)“S”形的現(xiàn)象，我方計(jì)劃從以下兩方面采取措施：1）導(dǎo)向孔精心控向，避免在這一階段出現(xiàn)“S”形的現(xiàn)象2）認(rèn)真做好穿越中心線的磁方位角測(cè)量。在導(dǎo)向孔開(kāi)鉆前，要測(cè)量穿越中心線的磁方位角，這一數(shù)值是導(dǎo)向孔控向的原始依據(jù)數(shù)

2、值，必須準(zhǔn)確。我們通過(guò)在地表多點(diǎn)測(cè)量（一般情況下，出、入土側(cè)各取兩個(gè)點(diǎn)），然后將各組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，排除由于那些由于磁干擾而錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，確定正確的磁方位角數(shù)值。如果各組數(shù)據(jù)相差較大（0.2°以上），則增加測(cè)量點(diǎn)（24個(gè)），直到確定正確的數(shù)值。3）導(dǎo)向孔嚴(yán)格按設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn)在開(kāi)鉆前對(duì)司鉆人員作好詳細(xì)的技術(shù)要求，對(duì)每一根鉆桿的鉆進(jìn)要求都提前在圖紙上作好標(biāo)注；在鉆進(jìn)時(shí)，準(zhǔn)確及時(shí)地向司鉆人員發(fā)布控向指令，并隨時(shí)根據(jù)鉆進(jìn)情況調(diào)整司鉆推進(jìn)、旋轉(zhuǎn)操作。使導(dǎo)向孔嚴(yán)格按設(shè)計(jì)曲線鉆進(jìn)。在導(dǎo)向孔施工階段，重點(diǎn)控制導(dǎo)向孔鉆進(jìn)質(zhì)量，避免誤操作。4）認(rèn)真分析穿越各地層組成成分、物理力學(xué)性質(zhì)，選取合理的擴(kuò)孔工藝，

3、防止擴(kuò)孔器偏擴(kuò)認(rèn)真分析穿越各地層組成成分、物理力學(xué)性質(zhì)。穿越各地層往往軟硬不均，因此，在鉆前，要將各穿越地層中土的類(lèi)型、含水量、孔隙度、粘聚力、內(nèi)摩擦角、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值、側(cè)摩阻力、錐尖阻力等等，仔細(xì)閱讀，將這些數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)在穿越曲線圖上，以指導(dǎo)司鉆人員操作。根據(jù)穿越地層選用合理的擴(kuò)孔器組合方式。原則上，在地層呈軟塑、可塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)粘土或粉質(zhì)粘土?xí)r，采用桶式擴(kuò)孔器；在地層呈硬塑狀態(tài)的粘土或粉質(zhì)粘土?xí)r，采用切割刀式擴(kuò)孔器。在小級(jí)別擴(kuò)孔（300）時(shí)，可以采用切割刀式擴(kuò)孔器；在較大級(jí)別擴(kuò)孔（700）時(shí)，盡可能采用桶式擴(kuò)孔器，以減輕擴(kuò)孔器在軟地層中因自重大、土層對(duì)擴(kuò)孔器的承載面積小而下沉的程度。保證孔道

4、成形良好，整體曲線不變形。在擴(kuò)孔器進(jìn)入軟地層擴(kuò)孔后，在扭矩控制在40000ft*lb內(nèi)的情況下，盡可能加快擴(kuò)孔速度；同時(shí)，加大泥漿排量，保持井口返漿流速基本不變，避免返漿倒灌入孔道內(nèi)。二、 導(dǎo)向孔出現(xiàn)偏離的應(yīng)對(duì)措施導(dǎo)向孔曲線與設(shè)計(jì)曲線的偏移量半徑不應(yīng)大于2m。出土點(diǎn)沿設(shè)計(jì)軸線的縱向偏差應(yīng)不大于穿越長(zhǎng)度的1%，且不大于10m；橫向偏差應(yīng)不大于穿越長(zhǎng)度的0.2%，且不大于2m。鉆導(dǎo)向孔是定向鉆穿越施工過(guò)程中重點(diǎn)控制的關(guān)鍵工序,導(dǎo)向孔質(zhì)量的好壞直接影響鉆機(jī)回拖時(shí)回拖扭矩與拉力的大小。因此,導(dǎo)向孔與設(shè)計(jì)穿越曲線是否重合是關(guān)系到管道最后回拖成功的關(guān)鍵。導(dǎo)向孔在鉆進(jìn)過(guò)程中偏離設(shè)計(jì)穿越曲線的原因可以歸納為四

5、類(lèi)：第一，鉆機(jī)就位方位與管線設(shè)計(jì)穿越方位有偏差，造成在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)的過(guò)程中其軌跡逐漸偏離設(shè)計(jì)穿越曲線。第二，受外部磁場(chǎng)的影響，控向方位角非管線走向的真實(shí)方位角，從而控向軟件計(jì)算鉆頭方位的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致從計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)非鉆頭的真實(shí)位置。第三，受地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。導(dǎo)向孔在鉆進(jìn)過(guò)程中要穿越不同的地層即使是同一地層其硬度分布也會(huì)軟硬不均，因此，鉆頭在鉆進(jìn)的過(guò)程中比較容易偏向相對(duì)較軟的地層，造成與設(shè)計(jì)曲線發(fā)生偏移。第四，在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)過(guò)程中，由于鉆機(jī)操作人員（司鉆員、控向員）人為操作有誤，使穿越軌跡與設(shè)計(jì)曲線發(fā)生偏移。針對(duì)以上造成曲線偏移的原因，我們特制定了如下措施：1）保證鉆機(jī)就位方位與設(shè)計(jì)管線中心線

6、重合的措施鉆機(jī)就位前，用測(cè)量?jī)x器（如經(jīng)緯儀）放出管線穿越中心線，根據(jù)穿越入土角、鉆機(jī)自身尺寸（車(chē)長(zhǎng)、車(chē)寬、輪距等）等參數(shù)計(jì)算出鉆機(jī)就位的精確位置，并用白灰或用線繩予以標(biāo)記，并以此標(biāo)記作為鉆機(jī)就位的依據(jù)。在鉆機(jī)就位過(guò)程中，除了利用白灰或線繩標(biāo)記作為就位的標(biāo)準(zhǔn)外，就位后還要用測(cè)量?jī)x器測(cè)量鉆機(jī)就位偏差，經(jīng)計(jì)算鉆機(jī)就位方位相對(duì)于管線中心線的角度偏差如果超過(guò)0.1°時(shí)，需要根據(jù)偏左偏右情況重新調(diào)整鉆機(jī)，經(jīng)多次就位-測(cè)量-調(diào)整-再測(cè)量，直到偏差控制在0.1°范圍內(nèi)。鉆機(jī)就位后，計(jì)算出精確的偏差數(shù)值，在開(kāi)始鉆導(dǎo)向孔時(shí)及時(shí)調(diào)整此偏差為零，從而保證導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計(jì)穿越曲線重合。2）外部磁場(chǎng)對(duì)

7、方位角的影響及控制措施外部磁場(chǎng)主要由地下管道、地下光纜、剛性建筑物（構(gòu)筑物）、大型船只、地上高壓線等產(chǎn)生，這些外部磁場(chǎng)將影響地磁場(chǎng)強(qiáng)度和地磁角度，從而影響控向方位角，控向方位角的不確定最終導(dǎo)致鉆孔時(shí)方向失控。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)確定的外部磁場(chǎng)的位置，在鉆孔時(shí)，探測(cè)器到達(dá)外部磁場(chǎng)前，鉆孔方向不能出現(xiàn)過(guò)大的左右偏移量，保持實(shí)際方位角與控向方位角的偏差在允許的范圍內(nèi)，在進(jìn)入外部磁場(chǎng)時(shí)，實(shí)際方位角發(fā)生變化，此時(shí)的方位角與控向方位角不同，鉆進(jìn)時(shí)暫不考慮干擾后的方位角而直接按直線鉆進(jìn)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)，根據(jù)控向工具面的位置輸入與控向方位角接近的方位角。鉆頭穿越過(guò)磁場(chǎng)干擾區(qū)后，計(jì)算機(jī)控向數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，此時(shí)導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)

8、計(jì)穿越曲線偏差應(yīng)當(dāng)在許可范圍內(nèi)，萬(wàn)一兩者偏差較大，首先計(jì)算出實(shí)際偏差量，然后將經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)干擾區(qū)的鉆桿抽出后重新鉆進(jìn)進(jìn)行偏差調(diào)整。在已知偏差量的情況下進(jìn)行調(diào)整是很容易的，通過(guò)調(diào)整消除磁場(chǎng)影響，使導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計(jì)穿越曲線重合。3）對(duì)于穿越砂層的定向鉆要確保導(dǎo)向孔在該層中的平滑過(guò)度（關(guān)鍵部分）導(dǎo)向孔鉆進(jìn)是穿越施工的第一步也是最關(guān)鍵的一步，這就要求我們?cè)阢@導(dǎo)向孔過(guò)程中對(duì)下面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行近一步的分析判斷?？叵騿T與司鉆員要認(rèn)真實(shí)際地做好施工記錄，為下面的預(yù)擴(kuò)孔及管線回拖提供切實(shí)可靠的施工資料。4）采用人工磁場(chǎng)鉆機(jī)控向系統(tǒng)是依靠地磁場(chǎng)進(jìn)行方位控制，通過(guò)鉆頭后面的探頭將導(dǎo)向孔參數(shù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。地磁場(chǎng)容易受到地

9、下管線、地下電纜、地面高壓線等金屬構(gòu)件的干擾，從而造成控向參數(shù)不準(zhǔn)確。人工磁場(chǎng)是在穿越中心線兩側(cè)布設(shè)的閉合線圈，布設(shè)簡(jiǎn)單方便，在施工中既經(jīng)濟(jì)又有效，其優(yōu)點(diǎn)是它不受外部磁場(chǎng)的干擾，可以準(zhǔn)確無(wú)誤的將鉆孔數(shù)據(jù)反映出來(lái)，當(dāng)探頭到達(dá)此閉合的線圈區(qū)域內(nèi),接通直流電源產(chǎn)生磁場(chǎng),通過(guò)人工磁場(chǎng)可以測(cè)得穿越軸線的左右偏移和穿越標(biāo)高。通過(guò)人工磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)左右偏差的比較,可以確定目前鉆頭方位角,從而確定下一根鉆桿的行進(jìn)方位。由于人工磁場(chǎng)在地磁場(chǎng)受干擾的情況下可以提供準(zhǔn)確的管線穿越方位角，在地磁場(chǎng)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(dǎo)向孔與設(shè)計(jì)穿越曲線偏移，并能保證穿越曲線的平滑性。5）控制人

10、為因素造成導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計(jì)穿越曲線偏差的措施開(kāi)工前，進(jìn)行有針對(duì)性的培訓(xùn),加強(qiáng)控向人員與司鉆人員的配合，司鉆人員以控向人員的指令為準(zhǔn)，按照指令進(jìn)行操作，防止人為操作導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)偏移設(shè)計(jì)曲線?？叵蛉藛T應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)曲線計(jì)算每次傾角的調(diào)整度數(shù)，認(rèn)真掌握并注意穿越過(guò)程中的軌跡變化，通過(guò)軌跡變化確定控向方向的變化。從而控制導(dǎo)向孔軌跡與設(shè)計(jì)穿越曲線的偏移。三、 導(dǎo)向孔卡鉆的應(yīng)急預(yù)案導(dǎo)向孔鉆進(jìn)過(guò)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)，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，降

11、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(guò)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。因此次穿越設(shè)計(jì)曲率半徑小，導(dǎo)向孔施工過(guò)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(guò)大，清孔不徹底，鉆屑過(guò)量堆積引起“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(guò)“縮孔”地段。四、 管

12、線回拖受阻的應(yīng)急預(yù)案應(yīng)區(qū)別受阻位置和實(shí)際情況區(qū)別對(duì)待。當(dāng)管線回拖進(jìn)距離相對(duì)較短時(shí)，宜采取往出土側(cè)回拉的方式；當(dāng)管線回拖至接近出土?xí)r，可采取往鉆機(jī)側(cè)助推的方式；當(dāng)回拖管線位置處于中間段，兩個(gè)方向均可考慮，在地層中受阻時(shí)，用助推方式成功的機(jī)率較大?；乩椭频姆绞接袃煞N：機(jī)械設(shè)備操作方式：利用挖掘機(jī)、履帶拖拉機(jī)、吊管機(jī)等爬行設(shè)備，在管端安裝卡具，連接鋼絲繩進(jìn)行回拉或助推。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備和卡具準(zhǔn)備簡(jiǎn)單，操作平穩(wěn)，與鉆機(jī)的配合施工好；缺點(diǎn)：提供的推、拉力有限。夯管錘操作方式：一臺(tái)350型夯管錘（含1720m3空壓機(jī)1臺(tái)，配套機(jī)具和管路1套），在管端安裝事先加工好的卡具，利用夯管錘的瞬間、高頻沖擊力進(jìn)行回拉

13、或助推。優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需后背力，提供的沖擊力很大，最大瞬間沖擊力可達(dá)600t以上（可調(diào)），且可以和管線、鉆桿等相連接，前進(jìn)和后退方向均可調(diào)整，解決受阻問(wèn)題的能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：設(shè)備租用、運(yùn)輸，卡具加工等時(shí)間較長(zhǎng)，與鉆機(jī)的配合施工同步性較差，需精心策劃、組織。五、 防止出現(xiàn)跑漿的應(yīng)急措施鉆導(dǎo)向孔階段導(dǎo)向孔鉆進(jìn)階段是管線穿越的關(guān)鍵，因?yàn)楣芫€穿越孔還沒(méi)有鉆通，因此在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)的過(guò)程中，穿越泥漿是在盲孔中向入土點(diǎn)返出，如果入土點(diǎn)前端孔堵塞，則有可能在穿越沿線冒出泥漿，因此在管線導(dǎo)向孔的前100米，將采取比較大的泥漿量，泥漿的流量較大便于攜帶出破碎的泥土，使孔始終是通路。在導(dǎo)向孔的后半段，泥漿壓力要減小，因?yàn)榇┰骄嚯x長(zhǎng)時(shí)泥漿很難再?gòu)娜胪咙c(diǎn)孔洞內(nèi)返出。擴(kuò)孔階段開(kāi)始擴(kuò)孔的前半段，要采取比較大的泥漿量，利用泥漿的流動(dòng)把孔內(nèi)的泥土帶到出土點(diǎn)。當(dāng)擴(kuò)孔中段，泥漿量要減小，因?yàn)榫嚯x出土點(diǎn)與入土點(diǎn)都比較遠(yuǎn)，泥漿從這兩點(diǎn)返出需要的壓力較大，如果采取大的泥漿壓力可能從沿