長(zhǎng)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(zhǎng)輸管網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程日益加快，長(zhǎng)輸油氣管道工程的施工工藝也隨之不斷更新。當(dāng)施工對(duì)象為不可拆遷建筑物或者大型河流時(shí)，施工不能對(duì)地貌狀態(tài)造成破壞，要對(duì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。因此，在必須進(jìn)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(jìn)，具有較高的穿越精度，而且容易對(duì)敷設(shè)方向進(jìn)行調(diào)整和埋深。同時(shí)，管線弧形敷設(shè)的距離比較長(zhǎng)，能夠滿足設(shè)計(jì)對(duì)埋深的要求，也能夠使得管線繞過(guò)地下障礙物。

一、長(zhǎng)輸油氣管道定向鉆施工特點(diǎn)分析

在長(zhǎng)輸管線施工中，定向鉆穿越施工并不會(huì)對(duì)交通造成阻礙，不會(huì)對(duì)綠地、植被造成破壞，也不會(huì)對(duì)周邊商場(chǎng)和建筑物基礎(chǔ)等造成影響。定向鉆施工沒(méi)有水上和水下作業(yè)，不會(huì)對(duì)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(diǎn)，而且不受季節(jié)限制。定向鉆施工比其他施工方法的進(jìn)出場(chǎng)速度快，并且可以對(duì)其施工場(chǎng)地進(jìn)行靈活調(diào)整，占地較少，工程造價(jià)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(zhǔn)備

（1）施工道路

應(yīng)該在施工現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)，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(chǎng)，對(duì)現(xiàn)有道路進(jìn)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(biāo)之前將此項(xiàng)工作做好。

（2）施工場(chǎng)地

在鉆機(jī)一側(cè)施工場(chǎng)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(chǎng)應(yīng)該有足夠的長(zhǎng)度，從而有利于成品管道的預(yù)制。施工現(xiàn)場(chǎng)的寬度應(yīng)該在12米-18米范圍內(nèi)，從而達(dá)到管道施工的相應(yīng)要求。另外，在出土點(diǎn)一側(cè)其施工現(xiàn)場(chǎng)的面積應(yīng)該為45m×30m。施工地點(diǎn)確定之后，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行勘測(cè)，并且將其地質(zhì)地貌的圖紙?jiān)敿?xì)準(zhǔn)確地繪制出來(lái)。勘測(cè)之后得到的結(jié)果精度如何對(duì)最終施工精度發(fā)揮著決定性作用。

（3）施工設(shè)計(jì)

如果在施工中需要穿越的是河流，則在考慮覆蓋層厚度時(shí)，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(lái)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(diǎn)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(jìn)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(lái)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(duì)其進(jìn)行測(cè)向控向，一般都會(huì)采取地面接收設(shè)備和地下測(cè)量電子設(shè)備。通過(guò)測(cè)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(shí)，通過(guò)測(cè)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(jìn)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(chǎng)變化如何對(duì)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(duì)磁場(chǎng)讀數(shù)造成影響，穿越出土點(diǎn)的導(dǎo)向孔目標(biāo)偏差值的范圍應(yīng)該控制在長(zhǎng)度3米-10米，寬度3米之內(nèi)。通常來(lái)說(shuō)，在鉆導(dǎo)向孔時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行測(cè)量與控制，就應(yīng)該在每鉆進(jìn)一根鉆桿或者相隔9米對(duì)其進(jìn)行一次計(jì)算。另外，可以采用替代方法來(lái)進(jìn)行定位工作，比如穿地雷達(dá)、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(jìn)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(huì)在鉆導(dǎo)向孔的時(shí)候選擇更大口徑的鉆桿來(lái)對(duì)導(dǎo)向鉆桿進(jìn)行屏蔽。其次是預(yù)擴(kuò)孔。通常在使用直徑大于300毫米的小型鉆機(jī)時(shí)，就會(huì)進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔。如果使用的是大型鉆機(jī)，而且該鉆機(jī)的產(chǎn)品管線的直徑大于DN350毫米，這個(gè)時(shí)候也應(yīng)該進(jìn)行預(yù)擴(kuò)孔，而預(yù)擴(kuò)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(jī)型號(hào)來(lái)確定。最后就是回拖產(chǎn)品管線。應(yīng)該先將鉆桿、擴(kuò)孔器、回拖活節(jié)以及被安裝的管線依次進(jìn)行連接，再進(jìn)行回拖作業(yè)，而且通過(guò)鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)，從而后退，開(kāi)始擴(kuò)孔回拖。在這個(gè)階段，旋轉(zhuǎn)接頭能夠防止成品管道隨著擴(kuò)孔器旋轉(zhuǎn)，而且在回拖的過(guò)程中，產(chǎn)品管線也不會(huì)旋轉(zhuǎn)。在已經(jīng)擴(kuò)好的孔里面會(huì)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(guò)泥漿潤(rùn)滑之后，可以將回拖阻力減少，從而為管線防腐層提供保護(hù)。在多次鉆機(jī)預(yù)擴(kuò)孔之后，最終成孔與管子相比其直徑通常會(huì)大200毫米。因此，不會(huì)對(duì)防腐層造成損傷[3]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前國(guó)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(jìn)一步發(fā)展，并且為長(zhǎng)輸管道的建設(shè)與發(fā)展帶來(lái)更多的機(jī)會(huì)。同時(shí)，也對(duì)長(zhǎng)輸管道工程的設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)高效的管道施工，盡可能降低施工對(duì)環(huán)境帶來(lái)的影響，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)輸管道建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展。

[1]唐云.長(zhǎng)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(zhǎng)輸管道施工中的運(yùn)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.