水平定向鉆專項施工方案

精心整理松滋市賽洛天然氣有限公司DN159*5松滋河天然氣管定向鉆穿越工程施工方案編制人：石雄審察人：王穩(wěn)齊審批人：李向南中太建設(shè)公司股份有限公司編制日期：目錄一、施工大要二、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、施工大要精心整理宜都市轉(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.編制依照：、《松滋河穿越燃氣管道工程線路施工圖》、《石油天然氣管道穿越工程施工及查收規(guī)范》（SY/T4079-95）《輸油輸氣管道線路工程施工及查收規(guī)范》（SY0401-98）1.2.施工整體方案1.3.施工任務(wù)劃分序單位名稱主要施工任務(wù)任務(wù)完成日期號整體協(xié)調(diào)，管理施工，對工程質(zhì)量、1項目部安全、進度、環(huán)保等負全面責(zé)任，負完工查收后責(zé)對甲方、監(jiān)理、協(xié)調(diào)、溝通穿越施工隊負責(zé)管線定向鉆穿越鉆導(dǎo)向孔、預(yù)擴施工總進度計劃孔及管線回拖3運輸隊管材、設(shè)備及資料運輸施工總進度計劃4后勤服務(wù)隊資料采買、保留及生活保障完工查收后1.4.施工進度計劃表依照業(yè)主要求及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，在該工期內(nèi)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.工程大要工程大要依照工程設(shè)計資料，入土點位于水田，出土點位于水田，主要穿越松滋河，設(shè)備可到達施工點周邊，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。精心整理考慮管道穿越松滋河，適合定向鉆穿越，穿越長度448m。松滋河定向鉆穿越工程段采用φ159mm鋼管，管道外防腐均采用環(huán)氧粉末聚乙烯復(fù)合構(gòu)造（三層PE）外防腐層，同時結(jié)合逼迫電流系統(tǒng)為主、犧牲陽極保護系統(tǒng)為輔的綜合保護方案。序號項目單位數(shù)量備注一管道焊接Φ159鋼管

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448二定向鉆穿越長度

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448以測量放線為準二、定向鉆施工工藝流程鉆導(dǎo)向孔完工查收三、穿越管道施工技術(shù)措施預(yù)擴孔3.1測量放線3.2施工便道的修筑鉆機調(diào)試

擴孔回拖儀器調(diào)試依照現(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)過的不平展的道路，需進兩側(cè)連頭行道路平展，必要時采用布設(shè)油管排加強路面，以保障運輸設(shè)備通行。五、定向鉆穿越施工方案5.1地層的選擇依照松滋河定向鉆穿越工程地域地質(zhì)構(gòu)造及定向鉆穿越對地質(zhì)條件的要求解析，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。選擇這樣的地層主若是由于這些地層分布比較廣，無其他地層出現(xiàn)的斷層現(xiàn)象，而且這些地層分布平均，較利于導(dǎo)向和擴孔的成孔，使得回拖順利進行，且吻合水平定向鉆穿越曲率半徑應(yīng)吻合設(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)定的工期內(nèi)完成施工。5.2場所修筑鉆機場所：入土點場所占地20m×40m，用挖機配合人工平展場所，鋪墊管排。依照現(xiàn)場條件，設(shè)備無進場道路，需鋪設(shè)5m×130m油管排。平展10m×30m出土點場所及長為448m，寬為10m的布管作業(yè)帶。精心整理m、寬2.5m、深1.5m；同時采用錨固箱固定。以保證固定鉆機。預(yù)留地錨空間2.5m×1.5m×1.5m）。5.3定向鉆穿越針對本穿越工程，我公司擬使用美國DCI公司生產(chǎn)的SST無線控向系統(tǒng)，可在整個穿高出程中采用地面部署線圈系統(tǒng)進行控向數(shù)據(jù)校正，使出土地址偏差控制在規(guī)范贊同范圍內(nèi)。由于本工程穿越距離為448m，穿越地層主要為細砂，為此我們采用專用的合金鑲齒鉆頭進行導(dǎo)向施工，此鉆頭可以適應(yīng)此地層鉆進。鉆導(dǎo)向孔的鉆具組合以下：鑲齒鉆頭+造斜短接+φ165無磁鉆艇+探棒室+61/4″無磁鉆艇+φ127一般鉆桿；在鉆導(dǎo)向孔時期，每鉆進一根鉆桿后需再接單根，由挖機負責(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，保證控向信號的暢達；鉆進速度視地層情況而定，一般控制在10－30min/根左右。在接單根時經(jīng)過控向系統(tǒng)反響的數(shù)據(jù)信息，進行一系列鉆井數(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、方向角、傾斜角、推拉力、轉(zhuǎn)速、泥漿壓力、排量、地址和高程等。導(dǎo)向孔完成后，既可進行擴孔的施工。由于本工程穿越泥巖，在基層存在不平均的情況下，為了保證擴孔的順利進行，計劃本工程擴孔級別每100mm為一個級差。本工程穿越主管管徑為φ159mm，為了保證主管的順利回拖，計劃擴孔至管徑的1.5倍，既350mm。本工程擴孔計劃分七級進行：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350mm牙輪擴孔器，第三級采用350mm桶式擴孔器進行清孔。本工程在擴孔過程中，嚴格控制回擴速度，認真監(jiān)控鉆機扭矩及拉力，使擴孔過程可以保持勻速進行。鉆具連接和拆卸：出土點井口工在回擴過程中負責(zé)人工接單根作業(yè)（挖機配合），在入土點經(jīng)過鉆機拆卸鉆桿，吊車負責(zé)鉆桿的吊裝。出、入土點鉆桿的上卸扣要求同步作業(yè)，并經(jīng)過對講機保持聯(lián)系暢達，省得不測情況的發(fā)生。技術(shù)控制：第一依照地層情況優(yōu)選擴孔器和擴孔次數(shù)；其次回擴過程中嚴格控制回擴速度和泥漿排量、壓力；再次優(yōu)選優(yōu)秀膨潤土，合理增加聚合物、CMC和純堿等增加劑，精心配置鉆井液；最后在回擴中保證連續(xù)作業(yè)，保證井眼不塌方。經(jīng)過一系列的技術(shù)措施，努力提高擴孔質(zhì)量，井壁牢固性好，井眼成形好。擴孔完成此后，確認擴孔過程完成后，孔內(nèi)干凈，沒有不可以超越的阻擋后，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，溝內(nèi)注水，精心整理加強回拖時管道與地面的潤滑作用，保證管線順利回拖、就位。發(fā)送溝應(yīng)保證與穿越線保持在一條直線上，防范因管道與鉆桿夾角過大造成回拖過程中拉力過大?；赝锨暗臏蕚涔ぷ?，第一檢驗回拖預(yù)制管外防腐層可否圓滿，并用電火花檢漏儀檢漏，如有傷害應(yīng)及時補傷。管子下溝前，檢查發(fā)送溝內(nèi)及管墩上可否有堅硬物塊、雜物，如石頭、磚瓦等，除去干凈后方可回拖，省得損壞管道外防腐層?；赝蠒r的技術(shù)措施，在回拖時應(yīng)連續(xù)作業(yè)，防范因停工造成阻力增大。一般地平均回拖速度控制在15min/根，同時加大泥漿排量，盡可能地將泥砂帶出，保護井眼。回拖時采用的鉆具組合是：鉆機+鉆桿+φ400擴孔器+120T回拖分動器+120T卸扣+φ159穿越管段管道回拖時要沿線巡回檢查，發(fā)現(xiàn)泥漿泄漏要及時辦理，除去易滑落的硬物；局部不易除去的，應(yīng)用厚膠皮覆蓋其表面，防范管道與其硬性接觸，損壞防腐層。泥漿是定向穿越中的重點因素，我們將針對不相同的地層采用不相同的泥漿，按管徑大小、設(shè)計要求及地質(zhì)情況預(yù)設(shè)配制方案，確定正確的混雜次序，按不相同的地層用干凈的淡水配制出吻合要求的泥漿，并每兩小時檢測一次泥漿性能參數(shù)。依照本工程現(xiàn)在的地勘情況，及施工地址地表情況為保證工程，我們決定采用優(yōu)秀的泥漿料和進口增加劑依照表5.3配制泥漿。表5.3泥漿粘度（s）項目管徑（mm）地質(zhì)粘土亞粘土粉砂細中沙粗砂碩沙巖石沙導(dǎo)向孔35~4035~4040~4545~5050~5540~50Φ426以下35~4035~4040~4545~5050~5540~50擴孔及回Φ426~Φ71140~4540~4545~5050~5555~6045~55Φ711~Φ45~5045~5050~5555~6060~8050~55拖101640~4550~5555~6060~7065~8555~65Φ1016以上為提高泥漿的配制質(zhì)量，我們將采用以下措施：a.水源采用經(jīng)凈化辦理后的水，，在水中加純堿，提高水的PH值。b.依照不相同地層，按早先確定好的泥漿配比，膨潤土加上泥漿增加劑，配出吻合要求的泥漿，粘度控制在40～60s之間。c.所用的泥漿增加劑有：純堿、萬用王、雷膨、CMC。d.為了保證泥漿的性能，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。廢泥漿的辦理：鉆機場所內(nèi)挖一個泥漿回收池，回收不了的泥漿委托專業(yè)人員進行環(huán)保辦理。精心整理導(dǎo)向孔是定向鉆穿越施工過程中重點控制的重點工序，導(dǎo)向孔質(zhì)量的利害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)計穿越曲線可否重合是關(guān)系到管道最后回拖成功的重點。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，鉆機就位方向與管線設(shè)計穿越方向有偏差，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，受外面磁場的影響，控向方向角非管線走向的真實方向角，從而控向軟件計算鉆頭方向的參數(shù)發(fā)生變化，以致從計算機采集的數(shù)據(jù)非鉆頭的真實地址；第三，受地質(zhì)構(gòu)造的影響，導(dǎo)向孔在鉆進過程中要穿越不相同的地層，由于各地層地質(zhì)特色差異很大，即即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較簡單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，我們采用了以下對付措施：①保證鉆機就位方向與設(shè)計管線中心線重合鉆機就位前，依照在入土點處已放出的控制點即管線穿越中心線點，依照穿越入土角、鉆機尺寸算出鉆機就位的精確地址，并用白灰或用線繩予以標記。在鉆機就位過程中，除了利用白灰或線繩標記作為就位的標準外。就位后還要用測量儀器測量鉆機就位偏差，經(jīng)計算鉆機就位方向相對于管線中心線的角度偏差若是高出0.1時。需要依照偏差情況重新調(diào)整鉆機，經(jīng)多次就位—測量—調(diào)整—再測量，直到偏差控制在0.1度范圍內(nèi)。鉆機就位后，計算出精確的偏差數(shù)值。在開始鉆導(dǎo)向孔時及時調(diào)整此偏差為零。②在穿越不相同地層時預(yù)防偏移的措施在穿高出程中，不相同的地層其巖性也不相同。即使同一地層也會不相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向角角度的調(diào)整。遇到這種情況時，每次調(diào)整的角度不應(yīng)過大，調(diào)整范圍控制在每次1。6%左右，每根鉆桿多次調(diào)整以獲得需要的傾斜角與方向角。擴孔可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用了以下措施：①在擴孔施工前，檢修所有的施工設(shè)備，保證在擴孔回拖時不出現(xiàn)機械故障，在回拖開始后，嚴禁無故停工；②認真檢查鉆機錨固可否發(fā)生位移，若是發(fā)生了位移應(yīng)馬上采用措施進行加固辦理爾后才能連續(xù)進行回拖擴孔作業(yè)；③在導(dǎo)向孔鉆進時，嚴格按設(shè)計曲線施工，采用曲率半徑為1500D保證鉆孔的圓滑；④在擴孔時嚴格控制泥漿壓力、粘度及排量，依照地質(zhì)條件，當擴至裂隙地帶時，在泥漿中摻加適合堵漏劑以防范泥漿沿裂隙流失，減少河水倒灌，保證孔內(nèi)泥漿粘度，提高泥漿的攜渣能力及護壁作用。在經(jīng)過砂層時，在易產(chǎn)生塌孔地段，應(yīng)保證泥漿粘度達到45～60s，減少塌孔的可能精心整理性。并在最后一次擴孔作業(yè)時，向泥漿中增加適合的潤滑劑，以便在管線回拖過程中減小回拖阻力管道回拖是整個工程的重心，在回拖過程中，詳盡采用以下幾點措施：①回拖時將管道放在發(fā)送溝內(nèi)，發(fā)送溝里注水。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：②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；③在擴孔作業(yè)完成后管道回拖從前，應(yīng)再次采用273mm桶式擴孔器對孔道進行回拖前清孔，以將孔內(nèi)孔底聚積物清出孔內(nèi)。同時對擴好的孔壁再次進行護壁加固辦理，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，適合降低泥漿粘度，提高泥漿的潤滑性能，將塌孔部位泥漿置換出去，保證管道順利入孔。④保持與有關(guān)部門通信暢達，發(fā)現(xiàn)問題，隨時報告溝通。5.5鉆機場所部署圖（各隸屬設(shè)備地址在詳盡施工時可依照場所情況擺放）穿越施工入土點平面部署圖穿越施工出土點平面部署圖六、雨季施工措施6.1雨天焊接作業(yè)a、雨天焊接必定設(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后方可撤去防雨棚。b、降雨時，除設(shè)防雨棚外，地面還應(yīng)設(shè)隔斷墊。即使雨停了，但地面很濕時，也應(yīng)鋪設(shè)隔斷墊間隔人與濕地的接觸。c、雨天在防雨棚中焊接，雖無雨水直接流入焊接區(qū)，但空氣的濕度較大，使用焊接資料，必須嚴格按要求使用焊條。d、霧天誠然不象雨天那樣明顯降水，但空氣的濕度經(jīng)常很大，當相對濕度高出90%時，要與雨天相同采用保護措施，并在焊前對管口進行烘干辦理。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，必定采用有效的防范措施，擬定嚴格的防腐作業(yè)規(guī)程的條件下才能施工。a、成立防雨棚，以保證雨水不流到防腐區(qū)，且棚內(nèi)有較好的照明度，并便于操作。b、雨天防腐管的除銹，也必定在防雨狀態(tài)下進行。除銹和防腐過程必定在干燥狀態(tài)下一次連精心整理續(xù)完成。因此，除銹前先用烤把將鋼管表面及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表面結(jié)露，因此霧天除銹前要將鋼管表面平均加熱以除去表面露水，除銹后趕忙防腐，防范重新生銹和結(jié)露。七、HSE管理7.1HSE工作目標健康：保證所有職工身心健康；安全：防范所有事故的發(fā)生；環(huán)境：防范施工作業(yè)對居民生活及環(huán)境造成惡劣影響。7.2現(xiàn)場文明施工對職工作好文明教育、安全教育工作，加強文明施工管理，對參加施工的人員進行HSE教育，并依照施工進度等情況對施工人員進行新知識新技術(shù)等培訓(xùn)教育。在施工階段，由于本工程晝夜施工，而且在施工過程中會使用有必然噪音的設(shè)備，故在施工時應(yīng)早先向周圍公眾致歉并說明情況，盡量防范與公眾發(fā)生矛盾，而作為施工單位則要作好設(shè)備使用的調(diào)換工作，盡量減少噪音的夜間使用次數(shù)。7.3環(huán)境保護措施每日每班施工開始前和結(jié)束后，都對現(xiàn)場和現(xiàn)場周圍環(huán)境進行衛(wèi)生打掃工作，作好現(xiàn)場和現(xiàn)場環(huán)境區(qū)的衛(wèi)生工作。八、地