長輸油氣管道水平定向鉆穿越施工技術(shù)

石玉喜（遼河石油勘探局油田建設(shè)工程二公司穿越分公司 遼寧 盤錦 124010）

隨著長輸管網(wǎng)建設(shè)進程日益加快，長輸油氣管道工程的施工工藝也隨之不斷更新。當(dāng)施工對象為不可拆遷建筑物或者大型河流時，施工不能對地貌狀態(tài)造成破壞，要對環(huán)境進行保護。因此，在必須進行施工的情況下，可以采取水平定向鉆穿越技術(shù)，這也是最理想的一種施工方法。定向鉆穿越施工工藝的穿越設(shè)備比較先進，具有較高的穿越精度，而且容易對敷設(shè)方向進行調(diào)整和埋深。同時，管線弧形敷設(shè)的距離比較長，能夠滿足設(shè)計對埋深的要求，也能夠使得管線繞過地下障礙物。

一、長輸油氣管道定向鉆施工特點分析

在長輸管線施工中，定向鉆穿越施工并不會對交通造成阻礙，不會對綠地、植被造成破壞，也不會對周邊商場和建筑物基礎(chǔ)等造成影響。定向鉆施工沒有水上和水下作業(yè)，不會對江河通航和江河河床結(jié)構(gòu)、兩側(cè)堤壩等造成影響。定向鉆施工具有施工周期短，施工人員少，施工安全可靠，成功率高等特點，而且不受季節(jié)限制。定向鉆施工比其他施工方法的進出場速度快，并且可以對其施工場地進行靈活調(diào)整，占地較少，工程造價低，施工速度較快[1]。

二、水平定向鉆施工技術(shù)分析

1.前期準備

（1）施工道路

應(yīng)該在施工現(xiàn)場的兩側(cè)配置重型施工設(shè)備，從而減少施工成本。盡可能利用現(xiàn)有道路以通往兩側(cè)施工現(xiàn)場，從而將新修建道路的距離減少，也可以利用管道線路的施工便道通往施工現(xiàn)場，對現(xiàn)有道路進行充分利用。由施工企業(yè)提供相關(guān)道路使用權(quán)協(xié)議，而且應(yīng)該在投標之前將此項工作做好。

（2）施工場地

在鉆機一側(cè)施工場地的面積不應(yīng)該小于45m×30m。而在管道一側(cè)需要注意的是其施工現(xiàn)場應(yīng)該有足夠的長度，從而有利于成品管道的預(yù)制。施工現(xiàn)場的寬度應(yīng)該在12米-18米范圍內(nèi)，從而達到管道施工的相應(yīng)要求。另外，在出土點一側(cè)其施工現(xiàn)場的面積應(yīng)該為45m×30m。施工地點確定之后，應(yīng)該對其進行勘測，并且將其地質(zhì)地貌的圖紙詳細準確地繪制出來?？睖y之后得到的結(jié)果精度如何對最終施工精度發(fā)揮著決定性作用。

（3）施工設(shè)計

如果在施工中需要穿越的是河流，則在考慮覆蓋層厚度時，應(yīng)該考慮其流量特征、該河流季節(jié)性洪水沖刷深度以及該河道未來的加深與加寬等方面的因素。另外，還需要考慮現(xiàn)有電纜和管道的位置，從而確定覆蓋層厚度。確定了施工地點之后，應(yīng)該做好地質(zhì)調(diào)查工作，確定穿越層的厚度，覆蓋層的厚度通常都不少于6米，在鉆進角與曲率半徑方面，穿越施工的入土角一般在80-180范圍內(nèi)。多數(shù)施工都應(yīng)該首先鉆一段斜直線，再鉆一段大半徑曲線，并且由管線彎曲特性來決定其曲率半徑，如果管段的穿越方式是彈性敷設(shè)，則曲率半徑至少應(yīng)該是1200倍鋼管外徑，而穿越施工的出土角范圍應(yīng)該在40-120，從而有利于回拖管道[2]。

2.鉆孔施工

在鉆孔施工方面，對其進行測向控向，一般都會采取地面接收設(shè)備和地下測量電子設(shè)備。通過測向控向可以得到鉆頭所處位置的磁方位角，并且用于左右控制。同時，通過測向控向還可以得到鉆頭所在位置的傾斜角以及鉆頭的鉆進方向。其中，該傾斜角用于上下控制，在穿越施工的精度方面，磁場變化如何對其產(chǎn)生決定性作用，比如大型鋼結(jié)構(gòu)與電力線路可以對磁場讀數(shù)造成影響，穿越出土點的導(dǎo)向孔目標偏差值的范圍應(yīng)該控制在長度3米-10米，寬度3米之內(nèi)。通常來說，在鉆導(dǎo)向孔時，要對其進行測量與控制，就應(yīng)該在每鉆進一根鉆桿或者相隔9米對其進行一次計算。另外，可以采用替代方法來進行定位工作，比如穿地雷達、陀螺儀和智能清管球等等。

三、水平定向鉆穿越施工流程分析

首先是鉆導(dǎo)向孔，即按照預(yù)定角度在水平方向沿著預(yù)定的截面而鉆進的孔，主要有一段大半徑弧線和一段直斜線。另外，承包商可能會在鉆導(dǎo)向孔的時候選擇更大口徑的鉆桿來對導(dǎo)向鉆桿進行屏蔽。其次是預(yù)擴孔。通常在使用直徑大于300毫米的小型鉆機時，就會進行預(yù)擴孔。如果使用的是大型鉆機，而且該鉆機的產(chǎn)品管線的直徑大于DN350毫米，這個時候也應(yīng)該進行預(yù)擴孔，而預(yù)擴孔的次數(shù)以及直徑應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)情況以及具體的鉆機型號來確定。最后就是回拖產(chǎn)品管線。應(yīng)該先將鉆桿、擴孔器、回拖活節(jié)以及被安裝的管線依次進行連接，再進行回拖作業(yè)，而且通過鉆機轉(zhuǎn)盤帶動鉆桿旋轉(zhuǎn)，從而后退，開始擴孔回拖。在這個階段，旋轉(zhuǎn)接頭能夠防止成品管道隨著擴孔器旋轉(zhuǎn)，而且在回拖的過程中，產(chǎn)品管線也不會旋轉(zhuǎn)。在已經(jīng)擴好的孔里面會充滿泥漿，使得在孔中的產(chǎn)品管線懸浮。產(chǎn)品管線的管壁四周與孔洞之間通過泥漿潤滑之后，可以將回拖阻力減少，從而為管線防腐層提供保護。在多次鉆機預(yù)擴孔之后，最終成孔與管子相比其直徑通常會大200毫米。因此，不會對防腐層造成損傷[3]。

結(jié)束語

綜上所述，目前國內(nèi)的管道建設(shè)正處于發(fā)展階段，能源結(jié)構(gòu)由石油逐漸向天然氣轉(zhuǎn)變，有利于輸氣管道工程更進一步發(fā)展，并且為長輸管道的建設(shè)與發(fā)展帶來更多的機會。同時，也對長輸管道工程的設(shè)計與施工提出了更高的要求，因此，要不斷創(chuàng)新新技術(shù)和新工藝實現(xiàn)高效的管道施工，盡可能降低施工對環(huán)境帶來的影響，實現(xiàn)長輸管道建設(shè)與環(huán)境保護的和諧發(fā)展。

[1]唐云.長輸管道定向鉆穿越施工技術(shù)和管理[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2014（4）：25-26.

[2]金燦，巴端.水平定向鉆技術(shù)在長輸管道施工中的運用[J].內(nèi)江科技，2012（10）：37-38.

[3]文俊.淺談管道水平定向鉆施工技術(shù)[J].石油化工建設(shè)，2009（10：43-44.