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大庆定向拉管
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定向钻拉管在长距离复杂地层中的施工要点

2021-07-09 09:43:38

  大庆定向拉管穿越目前在排水、石油、天然气、电缆通讯的管道穿越工程中应用较多。管径适用于D300-D1200,在粉土、粉质黏土、黏性土、黏土、细砂、淤泥质粉土、黄土及砂夹卵石(卵石粒径小于10cm,含量小于20%)条件下均可施工。穿越长距离河道,地质情况较为复杂。工程项目实施前,需进行详细的穿越地段地质勘测,结合地质动测结果设计定向钻拉管施工方案和工艺环节操控要求。穿越实施时,要加强观测,确保穿越工程的安全可靠。

  管材的选择

  管道定向钻长度在100-1100m,长度较大,PE管自身抗拉强度低,在拉管过程中容易造成管道变形;钢塑复合材料相对PE管材具有承压高、抗冲击力强、防腐蚀等优势;具有管壁光滑、耐化学腐蚀、无污染等优点;具有钢管和PE管的共同优点。综合考虑长距离河道地质条件的复杂性和河道行洪安全,以及穿越管材对强度和耐磨性的特殊要求,选用钢塑复合管是可行的。

  大庆定向拉管施工工艺验算

  2.1定向结导向孔轨迹设计核算

  定向钻导向孔轨迹线段,根据拉管工艺特点,结合长距离河道实际,可分钻进初始斜直线段、跨越河道中心曲线段、出口水平直线段等。根据管线技术要求、施工现场条件、施工机械等进行轨迹综合设计。定向钻入土角控制在8°~18°,出土角控制在4°~12°.出土段和入土段均设置不小于10m的斜直线段。《水平顶线钻法管道穿越工程技术规程》规定,钢管穿越时曲率半径宜大于1500D,且不应小于1200D(D为管道外径),根据计算结果并考虑管道埋深、出人点距河道开口距离等,最终确定各穿越位置定向钻导向孔曲率半径和出、入土角。

  2.2定向钻管道参数核算

  根据《水平定向钻管道穿越工程技术规程》等相关规定,采用定向钻方式穿越河道时,穿越管道管顶埋深应大于河道设计洪水冲刷线以下6m;长距离穿越河道.穿越管道覆土厚度不宜小于3m;穿越公路时与路面的垂直净距应大于1.8m.与路基坡脚地面垂直净且大于1.2m。水平定向钻人点距堤坡脚宜大于50ms工程设计在穿越河道、大堤、公路时,覆土深度要满足规范及河道防洪要求。

  2.3回拖力核算

  穿越管段回拖时,依据《水平定向钻法管道穿越工程技术规程》CE-CS382:2014,充分考虑穿越管段长度、摩擦系数、管身内外径、泥浆密度、管材密度及粘滞系数等因素,计算各穿越位置回拖力,回拖力取3倍计算。据此选择满足回拖力要求的定向钻机。

  导向孔钻进

  定向钻拉管施工一般采用导向钻进铺管法施工,通过定向钻导向仪对导向孔轨迹前进方向进行导向,对地层地质情况进行探测,结合导向仪监控定向钻钻出满足设计曲线要求的导向孔。导向孔完成后,进一步扩孔,把穿越主管道通过回拖,铺装在导向孔中,完成管线穿越施工。

  导向孔钻进施工时,通过导向仪监测钻具的地下状况、走向和进尺情况,随时根据设计轨迹要求进行调整,确保导向孔施工满足标准规范要求。在施工过程中,通过安装在钻头上的无线信号套头,将钻进部位监测数据传输到地面探测器,经过数据处理,得到钻头走向、深度、造斜率、面向角度等各类数据。作业人员通过数据信息调整导向钻钻头方位、操作台上的液压仪表和远距离信息显示仪表,随时观察孔底情况,及时根据反馈信息调整导向钻,完成导向孔施工。


大庆定向拉管

   大庆定向拉管施工要点和注意事项”

  (1)导向孔的钻进质量影响因素:钻头实际的左右位置偏离、深度和最小离地间隙(或最小地面覆盖);实际钻进土壤状况;导向孔曲线圆滑并逐渐转向。

  (2)为顺利完成导向孔曲线的钻进,正确地钻进首根钻杆是非常重要的。确定钻头转向设计钻进曲线入土角标识的位置,开动钻液泵,确信钻头喷嘴中有钻液流动后,开始朝前推进并穿透地面。保持钻头进入地面的斜度,首根要没有任何转向直钻;接上第二根钻杆之前,要将这根钻杆转动并将钻头抽回入口坑,再将该钻杆旋转钻入地下。导向板要保证大于钻头,这样重复钻进一次会形成更好的导向孔,并在钻杆和孔壁间维持一个环形空间。

  (3)钻进前要确认泥浆泵是开着的,注意观察压力表指示,及时调整钻液流量,以便入口坑有泥浆流回,这有助于操作人员判断环形空间是否仍然畅通。

  (4)在钻孔的全程,定位员要决定钻孔的斜度、深度和与计划路径相关的实际钻孔路径,然后由操作员调整钻孔位置。在朝前推进至旋转的过程中,密切注意遥控显示器上斜度的变化是非常重要的。

  (5)钻机操作员要注意观察出口坑应没有钻液,避免使用了不适当的钻液,而导致钻孔中环形空间的堵塞。结合钻孔长度、钻杆摩擦力、旋转压力等参数变化情况,分析土层吸水及钻杆四周膨胀程度,调整钻进泥浆和添加剂的比例,或者重新钻导向孔,保证导向孔施工顺利。


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