1、书书书?第一作者简介?王传惠?男?高级工程师?硕士?从事燃气工程建设管理工作?收稿日期?修回日期?燃气工程建设与发展?长距离定向钻穿越高硬度山体施工技术分析王传惠?同国普?陈广明?姚泽鸿?陈旭明?深圳市燃气集团股份有限公司?广东 深圳?摘?要?以某工程长距离定向钻穿越高硬度山体为例?分析该工程存在的主要风险和问题?分析施工技术可行性及应对措施?关键词?长距离水平定向钻?高硬度山体?岩石中图分类号?文献标志码?文章编号?工程概况深圳市燃气集团股份有限公司拟建的妈湾电厂支线高压燃气管道工程有?需穿越小南山?该工程主管道为直缝双面埋弧焊接钢管?规格为?材质?采用?层?加强级防腐?同路由敷设?根外直径
2、为?的钢套管?用于敷设通信光缆硅芯管?该段管道计划采用定向钻穿越?在拟穿越位置右侧?为赤湾二路隧道?已完成地质勘察?隧道工程的地质勘察资料显示小南山山体岩石抗压强度?经现场查看定向钻工程出入土钻点高差小于?本工程岩石抗压强度高?穿越距离长?本文通过分析该工程存在的主要风险和问题?研究施工技术可行性及应对措施?存在的主要风险和问题?山体岩石抗压强度高?穿越距离长本工程不同取样深度的山体岩石抗压强度见表?岩石抗压强度高?穿越距离长?施工过程中容易出现如下问题?岩石抗压强度高对钻具的性能要求高?钻具损耗较大?施工过程中可能出现牙轮脱落?由于定向钻距离长?施工中岩屑易堆积在孔洞中?造成卡钻?定向钻距离
3、长?岩层抗压强度不均可能导致出现累积导向误差?导向轨迹偏离形成?形曲线?表?岩石抗压强度岩石取样深度?抗压强度?场地受限?布管困难小南山北侧前海路至月亮湾大道距离约?目前为在建工地?可用于定向钻预制管道的场地长度仅约?小南山南侧为妈湾电厂汽车修理厂?面积较狭小?仅适合定向钻设备摆放?定向钻管段只能在小南山北侧预制施工?每组焊一段管道?主要包含组对?焊接?探伤及洗片?防腐?至少需要?在此期间孔洞内的管道处于静止状态?容易出现管道无法拖动?导致定向钻回拖失败?存在地质断裂带?岩石结构性差邻近隧道的地勘报告显示?小南山断裂走向北西?位于?倾向北东?倾角?延伸长?宽?位于早白垩世花岗岩及前震旦系混合岩
4、中?两端延入大海?构造岩为碎裂岩?第?卷?第?期?年?月煤 气 与 热 力?硅化岩?糜棱岩等?力学性质压性?张性?压扭?顺扭?小南山属非全新活动性断裂?就本区而言?属于地质构造比较稳定的地块?赤湾二路西延段?月亮湾大道至赤湾五路段?区域地质构造见图?图中方向为上北下南?蓝色线条为穿越管道位置?图?赤湾二路西延段区域地质构造?施工技术可行性分析及应对措施?国内类似定向钻案例?大口径岩石定向钻施工在国内有很多成功案例?类似定向钻案例?见表?经过咨询业内多家定向钻施工单位?并分析研究?认为该工程采用定向钻方案具备可行性?施工机具选择?钻机选择根据?油气输送管道穿越工程设计规范?第?条?穿越管段回拖时
5、?计算拉力计算式为?式中?计算拉力?穿越管段长度?动摩擦因数?取?钢管外直径?泥浆容重?可取?钢管壁厚?钢管容重?取?回拖管道单位长度配重?黏滞系数?取?表?类似定向钻案例工程名称穿越长度?主管道外直径?主要地质特点备注齐长城穿越?抗压强度?的花岗岩?阳坝山体定向钻穿越?山体穿越采用动力钻具正扩工艺黄冈?大冶天然气输气管道长江穿越工程?管道穿过襄樊?广济大断裂带?浙石化菰茨水道定向钻穿越工程?抗压强度?的微风化凝灰岩?香港机场第三跑道航油管道?最深处在海平面以下?世界最长定向钻工程?根据?最大回拖力按计算拉力的?倍考虑?本工程最大回拖力按计算拉力的?倍考虑?钻杆选择采用高强度钻杆?材质为?钢级
6、?可选用钻杆规格为?或?扩孔器选择岩石地层可选择滚刀式牙轮扩孔器?如果施工过程中发生牙轮脱落?可采用特制打捞筒处理?孔洞内的岩石碎屑可以通过泥浆携带出来?对沉积岩屑采用清空器进行多次打捞清空?确保孔洞畅通?导向精度控制可选择能够对钻孔轨迹实时测量?并且具有较强抗磁场干扰能力的控向系统?满足本工程穿越长度和深度的控向精度要求?施工过程中可设置磁靶线圈建立人工磁场?全程设置?个人工磁场?并且每钻进?进行?次磁场校正?确保导向精度?钻进过程中随时测定钻进方向?根据监控数据分析钻头位置?随时监控穿越曲线?控向过程逐步实现?不能急剧调向?以防卡钻?王传惠?等?长距离定向钻穿越高硬度山体施工技术分析第?卷?第?期按相关要求?造斜段每?测量?次?水平直线段每?测量?次?比较测量参数与设计参数?在实际施工过程中每根钻杆最大调整角度为?连续?根钻杆的调整角度应不大于?管道回拖为有效避免管道外防腐层被石块破坏?管道外壁可加设光固化保护层或环氧玻璃钢保护层?施工方案确定管道现场施工时?首先将长约?钢管进行组焊?预制成为?条约?的长管段?共预制?条管段?预制完成后?进行管道回拖?管道回拖时?先取?条管段?进行
安全达人 