水平定向鉆專項工程施工組織設(shè)計方案

1、松滋市賽洛天然氣DN159*5松滋河天然氣管定向鉆穿越工程施工方案編制人：石雄審核人：王穩(wěn)齊審批人：向南中太建設(shè)集團股份編制日期：2021.1.10目 錄一、施工概況二、定向鉆施工工藝流程三、穿越管道施工技術(shù)措施四、定向鉆穿越施工方案五、雨季施工措施六、HSE管理一、施工概況宜都市轉(zhuǎn)供松滋的天然氣從枝城交接計量站出來后，以2.5MPa高壓沿紅東公路敷設(shè)，經(jīng)洋溪鎮(zhèn)至車陽，經(jīng)周家灣、觀音閣、白虎嶺，沿木天河到松滋的公路到馬鬃 嶺松滋門站。管道全長28公里，需要穿越農(nóng)用機耕道、小河、溝渠、廠區(qū)鐵路、焦 柳鐵路等。本工程為天然氣管松滋河穿越工程。1.1.編制依據(jù)：、?松滋河穿越燃?xì)夤艿拦こ叹€路施工圖?

2、、 ?石油天然氣管道穿越工程施工與驗收規(guī)?(SY/T4079-95)、 ?輸油輸氣管道線路工程施工與驗收規(guī)?(SY0401-98)12施工總體方案進行專業(yè)分工，提高工序質(zhì)量。每道工程的指揮與協(xié)調(diào)管工序設(shè)專人負(fù)責(zé)， 抓住影響質(zhì)量的關(guān)鍵工序，層層把關(guān)，干出讓業(yè)主滿意的工程。對現(xiàn)場進行詳細(xì)的踏勘，配備適應(yīng)性強的施工機具，優(yōu)化施工程序，提高 現(xiàn)場預(yù)制化程度，合理利用人力和物力，力爭縮短工期。使用方案網(wǎng)絡(luò)技術(shù)指導(dǎo)施工，確保關(guān)鍵線路按時完成，作到同步與立體交 叉相結(jié)合、特殊與普通相結(jié)合，綜觀全局，點面配套，縮短有效工期。施工營地一般就近選擇，可租用先用民房或招待所。施工營地設(shè)置、固定方便與業(yè)主、監(jiān)理溝通、

3、聯(lián)系，施工現(xiàn)場和主要施工管理人員配備移動，保持通訊暢通。1.3.施工任務(wù)劃分序 號單位名稱主要施工任務(wù)任務(wù)完成日期1工程部總體協(xié)調(diào)，管理施工，對工程質(zhì)量、 平安、進度、環(huán)保等負(fù)全面責(zé)任，負(fù) 責(zé)對甲方、監(jiān)理、協(xié)調(diào)、溝通竣工驗收后2穿越施工隊負(fù)責(zé)管線定向鉆穿越鉆導(dǎo)向孔、預(yù)擴 孔與管線回拖施工總進度方案3運輸隊管材、設(shè)備與材料運輸施工總進度方案4后勤效勞隊材料米購、保管與生活保障竣工驗收后14施工進度方案表1.4.1.施工工期：根據(jù)業(yè)主要求與我公司的施工能力和組織安排，施工工期暫定為日歷天數(shù)20天，在該工期完成松滋河定向鉆穿越工程，滿足業(yè)主提出的工期要求。1.5.工程概況工程概況根據(jù)工程設(shè)計資料，入

4、土點位于水田，出土點位于水田，主要穿越松滋河，設(shè)備 可到達(dá)施工點附近，施工便道120米，進場條件較好。定向鉆穿越入土角為6,出土角為5。工程總工期暫定20天。定向鉆穿越設(shè)計考慮管道穿越松滋河，適合定向鉆穿越，穿越長度448m線路概況松滋河定向鉆穿越工程段采用 159mn鋼管，管道外防腐均采用環(huán)氧粉末 聚乙烯復(fù)合結(jié)構(gòu)三層PE外防腐層，同時結(jié)合強制電流系統(tǒng)為主、犧牲陽極保護系 統(tǒng)為輔的綜合保護方案。主要工程量序號工程單位數(shù)量備注一一一管道焊接159鋼管m448定向鉆穿越長度m448以測量放線為準(zhǔn)二、定向鉆施工工藝流程三、穿越管道施工技術(shù)措施3.1測量放線根據(jù)施工圖、設(shè)計控制樁進行測量放線。對于喪失

5、的控制樁，根據(jù)交接樁 記錄、測量成果表等資料進行補樁。測量放線要放出線路軸線和施工作業(yè)帶邊界線，并在其上設(shè)置百米樁；測量放線過程中做好各項記錄，包括控制樁測量復(fù)測記錄，放線加樁 記錄。線路軸線和施工作業(yè)帶邊界線定樁后，用白石灰沿樁放出邊界線。施工作 業(yè)帶邊界線在作業(yè)帶清理前放出，線路軸線在布管前放出。在出土點前后圍放出60m長、40m寬的預(yù)擴孔作業(yè)場地。3.2施工便道的修筑根據(jù)現(xiàn)場踏勘，松滋河定向鉆穿越管道、穿越施工設(shè)備進場施工經(jīng)過的不平整的 道路，需進行道路平整，必要時采用布設(shè)油管排強化路面，以保障運輸設(shè)備通行。五、定向鉆穿越施工方案5.1地層的選擇地層的選擇根據(jù)松滋河定向鉆穿越工程區(qū)域地質(zhì)

6、構(gòu)造與定向鉆穿越對地質(zhì)條件的要求分析， 設(shè)計穿越曲線主要經(jīng)過的地層為強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。選擇這樣的地層主要是由于這些地 層分布比擬廣，無其他地層出現(xiàn)的斷層現(xiàn)象，而且這些地層分布均勻，較利于導(dǎo)向和 擴孔的成孔，使得回拖順利進行，且符合水平定向鉆穿越曲率半徑應(yīng)符合設(shè)計要求。 曲率半徑不宜小于1500D,而且滿足工程要求的埋地深度，也能在規(guī)定的工期完成施 工。5.2場地修筑鉆機場地：入土點場地占地20mx 40m用挖機配合人工平整場地，鋪墊管排。根據(jù)現(xiàn)場條件, 設(shè)備無進場道路，需鋪設(shè)5mK 130m油管排。522出土點場地：平整10mK 30m出土點場地與長為448m寬為10m的布管作業(yè)帶。入土點處挖地

7、錨坑1個：長3.5m、寬2.5m、深1.5m;同時采用錨固箱固 定。以確保固定鉆機。預(yù)留地錨空間(2.5 mx 1. 5mx 1.5m)?，F(xiàn)場開挖局部發(fā)送溝，溝底寬1m深1m注水深0.7m，穿越管在發(fā)送溝 回拖，以確保管材的防腐層不被破壞。5.3定向鉆穿越鉆導(dǎo)向孔針對本穿越工程，我公司擬使用美國DCI公司生產(chǎn)的SST無線控向系統(tǒng)，可在整 個穿越過程中采用地面布置線圈系統(tǒng)進行控向數(shù)據(jù)校正，使出土位置偏差控制在規(guī)允許圍。由于本工程穿越距離為448m，穿越地層主要為細(xì)砂，為此我們選用專用的合 金鑲齒鉆頭進行導(dǎo)向施工，此鉆頭能夠適應(yīng)此地層鉆進。鉆導(dǎo)向孔的鉆具組合如下：鑲齒鉆頭+造斜短接+ 165無磁鉆

8、艇+探棒室+6 1/4 無磁鉆艇+ 127普通鉆 桿；在正式鉆導(dǎo)向孔之前，查明所有地下設(shè)施(管線、電纜等)，并根據(jù)實際 情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施，同時向業(yè)主匯報；沿穿越路徑設(shè)置警示帶，安排專人巡回 檢查，以防在鉆孔期間意外情況的發(fā)生。當(dāng)具備開鉆條件后，召開技術(shù)交底會，要求按事先制訂設(shè)計圖紙和作業(yè) 指導(dǎo)書鉆導(dǎo)向孔，嚴(yán)格控制導(dǎo)向孔偏差。接單根作業(yè)：在鉆導(dǎo)向孔期間，每鉆進一根鉆桿后需再接單根，由挖機負(fù)責(zé)鉆桿的吊裝作業(yè)， 并安排鉆工予以協(xié)助，在鉆機主推架上實現(xiàn)自動對扣和上扣。在接單根時要重新接控 向線，確保控向信號的暢通；鉆進速度視地層情況而定，一般控制在10-30min/根左 右。5.3.1.4 施工

9、測量：在接單根時通過控向系統(tǒng)反應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，進行一系列鉆井?dāng)?shù)據(jù)的測量，監(jiān)測導(dǎo)向孔的鉆進路徑。需采集記錄數(shù)據(jù)有：進尺、方位角、傾斜角、推拉力、轉(zhuǎn)速、泥漿壓力、排量、位置和高程等。532導(dǎo)向控制：532.1 控向工程師根據(jù)反應(yīng)的控向數(shù)據(jù)，結(jié)合地層情況，與時調(diào)整鉆井參數(shù)， 控制鉆進速度，直至鉆頭在預(yù)定位置出土。在此過程中，司鉆要根據(jù)控向工程師的指 令，完成相應(yīng)的操作，保證導(dǎo)向孔質(zhì)量。導(dǎo)向孔實際穿越曲線與設(shè)計穿越曲線的偏移量半徑不應(yīng)大于 2m出土點 沿設(shè)計軸線的縱向偏差不大于穿越長度的 1%,且不大于10m橫向偏差應(yīng)不大于穿越 長度的2%且不大于2m預(yù)擴孔導(dǎo)向孔完成后，既可進行擴孔的施工。由于本工程穿

10、越泥巖，在底層存在不均勻的情況下，為了保證擴孔的順利進行，方案本工程擴孔級別每100mn為一個級差。本工程穿越主管管徑為 159mm為了保證主管的順利回拖，方案擴孔至管徑的1.5 倍, 既 350mm本工程擴孔方案分七級進行：第一級采用 273mm牙輪擴孔器，進行第一次預(yù)擴 孔，第二級采用350mn牙輪擴孔器，第三級采用350mmfS式擴孔器進行清孔。本工程在擴孔過程中，嚴(yán)格控制回擴速度，認(rèn)真監(jiān)控鉆機扭矩與拉力，使擴孔過 程能夠保持勻速進行。鉆具連接和拆卸：出土點井口工在回擴過程中負(fù)責(zé)人工接單根作業(yè)挖機配合， 在入土點通過鉆機拆卸鉆桿，吊車負(fù)責(zé)鉆桿的吊裝。出、入土點鉆桿的上卸扣要求同 步作業(yè)，

11、并通過對講機保持聯(lián)系暢通，以免意外情況的發(fā)生。技術(shù)控制：首先根據(jù)地層情況優(yōu)選擴孔器和擴孔次數(shù)；其次回擴過程中嚴(yán)格控制 回擴速度和泥漿排量、壓力；再次優(yōu)選優(yōu)質(zhì)膨潤土，合理添加聚合物、CM和純堿等添加劑，精心配置鉆井液；最后在回擴中保證連續(xù)作業(yè)，確保井眼不塌方。通過一系 列的技術(shù)措施，努力提高擴孔質(zhì)量，井壁穩(wěn)定性好，井眼成形好。管線回拖擴孔完成之后，確認(rèn)擴孔過程完成后，孔干凈，沒有不可逾越的障礙后，開始 回拖管道。管道回拖時，為減少鋼管對地面的摩擦阻力并保護鋼管的防腐層，采用開 挖發(fā)送溝，溝注水，加強回拖時管道與地面的潤滑作用，確保管線順利回拖、就位。 發(fā)送溝應(yīng)確保與穿越線保持在一條直線上，防止因

12、管道與鉆桿夾角過大造成回拖過程中拉力過大。回拖前的準(zhǔn)備工作，首先檢驗回拖預(yù)制管外防腐層是否完好，并用電火花檢漏儀 檢漏，如有損傷應(yīng)與時補傷。管子下溝前，檢查發(fā)送溝與管墩上是否有堅硬物塊、雜 物，如石頭、磚瓦等，去除干凈前方可回拖，以免損壞管道外防腐層?；赝蠒r的技術(shù)措施，在回拖時應(yīng)連續(xù)作業(yè)，防止因停工造成阻力增大。一般地平 均回拖速度控制在15mi n/根，同時加大泥漿排量，盡可能地將泥砂帶出，保護井眼?；赝蠒r采用的鉆具組合是：鉆機+鉆桿+ 400擴孔器+ 120 T回拖分動器+120 T卸扣+ 159穿越 管段管道回拖時要沿線巡回檢查，發(fā)現(xiàn)泥漿泄漏要與時處理，去除易滑落的硬物；局 部不易去除的

13、，應(yīng)用厚膠皮覆蓋其外表，防止管道與其硬性接觸，損壞防腐層。534泥漿措施泥漿是定向穿越中的關(guān)鍵因素，我們將針對不同的地層采用不同的泥漿，按管徑 大小、設(shè)計要求與地質(zhì)情況預(yù)設(shè)配制方案，確定正確的混合次序，按不同的地層用清 潔的淡水配制出符合要求的泥漿， 并每兩小時檢測一次泥漿性能參數(shù)。根據(jù)本工程現(xiàn) 在的地勘情況，與施工地點地表情況為確保工程， 我們決定采用優(yōu)質(zhì)的泥漿料和進口 添加劑按照表5.3配制泥漿。表5.3泥漿粘度s工程管徑mri地質(zhì)粘土亞粘土粉砂細(xì)沙中沙粗砂碩沙巖石導(dǎo)向孔3540P 3540404545505055:4050擴孔與回 拖426以下3540354040454550505540

14、50 426Q 711404540454550505555604555 711Q 10164550455050555560608050551016以上404550555560607065855565為提高泥漿的配制質(zhì)量，我們將采取以下措施：a. 水源采用經(jīng)凈化處理后的水，在水中加純堿，提高水的PH值。b. 根據(jù)不同地層，按事先確定好的泥漿配比，膨潤土加上泥漿添加劑，配出符合要 求的泥漿，粘度控制在 4060s之間。c. 所用的泥漿添加劑有：純堿、萬用王、雷膨、 CMCd. 為了確保泥漿的性能，使膨潤土有足夠的水化時間，在用量不變的情況下，我們2 座泥漿罐。廢泥漿的處理：鉆機場地挖一個泥漿回收池

15、，回收不了的泥漿委托專 業(yè)人員進行環(huán)保處理。535施工須知與措施535.1 鉆導(dǎo)向孔導(dǎo)向孔是定向鉆穿越施工過程中重點控制的關(guān)鍵工序，導(dǎo)向孔質(zhì)量的好壞直接影響鉆機回拖時回拖扭矩與拉力的大小。 因此，導(dǎo)向孔與設(shè)計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)向孔在鉆進過程中偏離設(shè)計穿越曲線的原因可以歸納為四類：第一，鉆機就位方位與管線設(shè)計穿越方位有偏差，造成在導(dǎo)向孔鉆進的 過程中其軌跡逐漸偏離設(shè)計穿越曲線；第二，受外部磁場的影響，控向方位角非管線 走向的真實方位角，從而控向軟件計算鉆頭方位的參數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致從計算機采集 的數(shù)據(jù)非鉆頭的真實位置；第三，受地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，導(dǎo)向孔在鉆進過程中要穿

16、越不同的地層，由于各地層地質(zhì)特征差異很大，即使是同一地層其硬度分布也會軟硬不均，因此，鉆頭在鉆進的過程中比擬容易偏向相對較軟的地層，造成與設(shè)計曲線發(fā) 生偏移。針對以上造成曲線偏移的原因，我們采取了如下應(yīng)對措施： 保證鉆機就位方位與設(shè)計管線中心線重合鉆機就位前，根據(jù)在入土點處已放出的控制點即管線穿越中心線點， 根據(jù)穿越入土角、 鉆機尺寸算出鉆機就位的精確位置，并用白灰或用線繩予以標(biāo)記。在鉆機就位過程中，除了利用白灰或線繩標(biāo)記作為就位的標(biāo)準(zhǔn)外。就位后還要用測量儀器測量鉆機就 位偏差，經(jīng)計算鉆機就位方位相對于管線中心線的角度偏差如果超過0.1時。需要根據(jù)偏差情況重新調(diào)整鉆機，經(jīng)屢次就位一測量一調(diào)整一

17、再測量，直到偏差控制在0.1 度圍。鉆機就位后，計算出精確的偏差數(shù)值。在開始鉆導(dǎo)向孔時與時調(diào)整此偏差為零。 在穿越不同地層時預(yù)防偏移的措施在穿越過程中，不同的地層其巖性也不同。即使同一地層也會不同程度的存在軟硬不 一的情況。這必然會影響鉆孔傾角與方位角角度的調(diào)整。遇到這種情況時，每次調(diào)整的角度不應(yīng)過大，調(diào)整圍控制在每次 1。6%左右，每根鉆桿屢次調(diào)整以獲得需要的 傾斜角與方位角。535.2擴孔擴孔能否順利進行對管道回拖成功至關(guān)重要。由于本次穿越主要地層為泥巖。針對以上情況我們采取了以下措施： 在擴孔施工前，檢修所有的施工設(shè)備，確保在擴孔回拖時不出現(xiàn)機械故障，在回拖 開始后，嚴(yán)禁無故停工； 認(rèn)真

18、檢查鉆機錨固是否發(fā)生位移，如果發(fā)生了位移應(yīng)立即采取措施進行加固處理然 后才能繼續(xù)進行回拖擴孔作業(yè)； 在導(dǎo)向孔鉆進時，嚴(yán)格按設(shè)計曲線施工，采用曲率半徑為1500D保證鉆孔的平滑； 在擴孔時嚴(yán)格控制泥漿壓力、粘度與排量，根據(jù)地質(zhì)條件，當(dāng)擴至裂隙地帶時，在泥漿中摻加適量堵漏劑以防止泥漿沿裂隙流失，減少河水倒灌，保證孔泥漿粘度，提高泥漿的攜渣能力與護壁作用。在經(jīng)過砂層時，在易產(chǎn)生塌孔地段，應(yīng)確保泥漿粘 度達(dá) 到4560s，減少塌孔的可能性。并在最后一次擴孔作業(yè)時，向泥漿中添加適 當(dāng)?shù)臐櫥瑒?，以便在管線回拖過程中減小 回拖阻力535.3管道回拖管道回拖是整個工程的重心，在回拖過程中，具體采取以下幾點措施

19、： 回拖時將管道放在發(fā)送溝，發(fā)送溝里灌水。發(fā)送溝中心線應(yīng)與管道穿越中心線相重合，便于管道順利進行回拖。發(fā)送溝溝底縱斷面曲線應(yīng)與管道自由彈性曲線半徑 一致： 回拖時擴孔器直徑一般比穿越管道直徑大 100rnm。這樣即減小回拖力。又可保護 防腐層，本次穿越采用273擴孔器帶管回拖； 在擴孔作業(yè)完成后管道回拖之前，應(yīng)再次采用273mm甬式擴孔器對孔道進行回拖前 清孔，以將孔孔底沉積物清出孔。同時對擴好的孔壁再次進行護壁加固處理，保證管道的順利回拖。在管道回拖中，塌孔一般發(fā)生在回拖管段的前端，此時應(yīng)增大泥漿量， 適當(dāng)降低泥漿粘度，提高泥漿的潤滑性能，將塌孔部位泥漿置換出去，確保管道順利 入孔。 保持與

20、有關(guān)部門通信暢通，發(fā)現(xiàn)問題，隨時匯報溝通。5.5鉆機場地布置圖各附屬設(shè)備位置在具體施工時可根據(jù)場地情況擺放fo*|4jiin穿越施工入土點平面布置圖穿越施工出土點平面布置圖六、雨季施工措施6.1雨天焊接作業(yè)在雨天無任何防護措施，嚴(yán)禁任何施焊作業(yè)。因工期比擬緊，需要雨天施焊，必須經(jīng)業(yè)主代表和監(jiān)理工程師同意并采取 相應(yīng)措施后再進行施工。a雨天焊接必須設(shè)防雨棚，并用液化氣烤把烤干雨水淋濕的焊口，焊縫完成后， 在焊縫的溫度降至室溫前方可撤去防雨棚。b、降雨時，除設(shè)防雨棚外，地面還應(yīng)設(shè)隔離墊。即使雨停了，但地面很濕時， 也應(yīng)鋪設(shè)隔離墊隔斷人與濕地的接觸。c、雨天在防雨棚中焊接，雖無雨水直接流入焊接區(qū)，但

21、空氣的濕度較大，使用 焊接材料，必須嚴(yán)格按要求使用焊條。d、霧天雖然不象雨天那樣明顯降水，但空氣的濕度往往很大，當(dāng)相對濕度超過 90%寸，要與雨天一樣采取保護措施，并在焊前對管口進行烘干處理。6.2雨天防腐作業(yè)因工程急需在雨天進行防腐作業(yè)時，必須采取有效的防護措施，制定嚴(yán)格的防腐作業(yè)規(guī)程的條件下才能施工。a設(shè)立防雨棚，以保證雨水不流到防腐區(qū)，且棚有較好的照明度，并便于操作。b、雨天防腐管的除銹，也必須在防雨狀態(tài)下進行。除銹和防腐過程必須在枯燥 狀態(tài)下一次連續(xù)完成。因此，除銹前先用烤把將鋼管外表與防腐接茬處的水氣烤干。c、霧天雖無明顯降水，但空氣濕度很大，易造成除銹管重新銹蝕和在管外表結(jié) 露，所以霧天除銹前要將鋼管外表均勻加熱以除去外表露水，除銹后盡快防腐，防止 重新生銹和結(jié)露。七、HSEf理7.1 HSE工作目標(biāo)健康：保證所有員工身心健康；平安：防止一切事故的發(fā)生；環(huán)境：防止施工作業(yè)對居民生活與環(huán)境造成惡劣影響。7.2現(xiàn)場文明施工721在施工前期作好施工宣傳工作，把施工給周圍的居民和企業(yè)帶來的不便向群眾 解釋說明，爭取群眾的理解和支持。加強對職工作好文明教育、平安教育工作，加強文明施工管理，對參加施工的 人員進行HSE教育，并根據(jù)施工進度等情況對施工人員進行新知識新技能等培訓(xùn)教育。 施工現(xiàn)場設(shè)防護欄、路障、平安告示牌；設(shè)備、照明和防火防爆裝置要有平安 警示標(biāo)志；顯示儀表要齊全