管段定向钻穿越技术措施探讨

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇管段定向钻穿越技术措施探讨范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘　要：本论文以油田某输气管线工程中的定向穿越为实例，结合力学、管线穿越方面的理论知识，对深穿段管线施工措施进行论述分析。

关键词：定向钻　管道施工　穿越　力学

定向钻技术最初从石油钻井技术引入，在管道施工中一般用于大中型河流、湖泊、公路、建筑物等障碍的长距离非开挖穿越。施工时，按照设计轨迹，先钻出一个倒钻孔，随后将钻头换为大直径的扩孔器进行扩孔，完成扩孔后，将预制完成的待铺设的管线拉入钻孔，完成穿越作业。通常情况下，根据钻孔机的能力和铺设管线的直径大小以及地质情况，须进行多级扩孔后再回拖管线（一般情况下每级扩孔极差为4-6英寸）。

一、施工程序

本文介绍的深穿段管线，全线穿越水平长度1665m，实际焊接长度1770m。回拖管材是Φ219*6无缝钢管，最小曲率半径328.5m，最大穿越深度为8m。

入土点钻机场地为宽8m以上的的施工便道，转弯处转弯半径R≥15m。非农田采用灰渣（建筑垃圾）铺垫，农田新修道路和钻机就位场地铺设钢板（δ＝20mm）。出土点推平压实，挖出便沟，能够承载15吨左右的卡车。

二、管段穿越技术措施

1.导向轨迹设计

导向轨迹的设计和规范要求进行确定，主要考虑以下因素：

1.1满足规范要求的最小曲率半径。即：R=1500Dn，该工程穿越管线为Ф219，则穿越最小曲率半径为：

219*1500=328500mm=328.5m

1.2满足设计要求，穿越管线管顶标距地面8m。

综合上述因素，确定穿越轨迹。

2.穿越回拖力计算

根据国际GB/T50424-2007油气输送管道穿越施工规范中关于最大回拖力计算公式：

F=πLf[rD2/4-(D-δ)δ*7.85]+kπDL

其中：

F：计算的拉力，

t

L：穿越管段的长度，

f:摩擦系数(f=0.1-0.3)

r：泥浆密度，（t/m3）

D：管线直径，m

δ：管线壁厚，m

k:粘滞系数。0.01-0.03

D=0.219m δ=0.006m

L=1665m f=0.15 r=1.05×103kg/m3

k=0.02

经计算得出: F=3.14×1665×0.15[1.05×0.2192×0.25-(0.219-0.006)×0.006×7.85]+0.02×3.14×0.219×1665=24.91吨

一般情况下，选择钻机额定拉力为理论计算的1.5～2倍。该段拟选用GD2800-L钻机，回拖拉力280吨，以满足工程需要。

3.穿越参数设计

4.钻具组合表

根据本工程穿越距离长度及底层结构，采用的穿越工序钻具结构如下。钻具结构组合表

5.导向孔钻进技术措施

5.1防止钻孔时呈“S”形。

5.2确保穿越轨迹与设计曲线不偏移，出土点误差在范围内。

6.预扩孔技术措施

6.1扩孔级数和钻具的确定

6.11一般情况下，管道穿越的最后一级扩孔直径：D=(1.2―1.3)Dn(Dn管道直径)，或D=Dn+150mm，但是为了增大环形空间，减少回拖拉力，本工程采取最大扩孔直径D=1.5倍Dn。由此确定扩孔级数和各级扩孔尺寸。

1.62钻具连接： 钻杆

扩孔器

旋转接头

三、结束语

作为非开挖施工技术的重要分支．水平定向穿越技术已广泛应用。其优点是施工速度快、铺管精度高，具有较好的经济效益和社会效益。但与大开挖施工相比，对设备、钻具较强的依赖性和地下施工中的不可视性，使其具有更大的风险。而且，一般来说．管径越大，地质条件越复杂，风险越大。如果不采取积极有效的防范措施，很难确保穿越的顺利成功，甚至有可能造成巨大损失。