大口徑管道定向鉆穿越工藝與施工流程優化

李遠哲

摘 要：水平定向鉆穿越施工技術是當前管道工程、河流工程和鐵路工程等施工中穿越障礙物的一種施工技術。其施工對地面環境的影響也非常小，施工速度非常快，所以，在穿越障礙物的各種工程施工中被廣泛應用。近年，水平定向鉆穿越施工技術被廣泛應用到大口徑管道工程施工中，它將傳統定向鉆井技術與公路打孔技術有效結合起來，在石油管道、燃氣管道等施工中得到了應用。本文主要分析了大口徑管道水平定向鉆穿越施工技術的特點、應用等相關內容。

關鍵詞：水平定向鉆穿越；大口徑管道；施工技術；現場質量管理

隨著管道工程施工規模的擴大，大口徑管道施工逐漸增多，大口徑管道水平定向鉆穿越施工也逐漸發展起來，在其施工過程中，對施工場地條件、大口徑管道的材質、鉆孔器具等都有較高的要求。為了保證施工的順利進行和施工質量，需要加大對各方面的監督和控制力度。簡要探討了大口徑管道水平定向鉆穿越施工技術，以期為今后相關工作提供參考和借鑒。

1 技術概況

水平定向鉆穿越施工技術是當前管道工程、河流工程和鐵路工程等施工中穿越障礙物的一種施工技術。水平定向鉆穿越施工技術對施工條件的要求不高，而且其施工對地面環境的影響也非常小，施工速度非常快，所以，在穿越障礙物的各種工程施工中被廣泛應用。但是，與其他施工技術相比，水平定向鉆穿越施工技術對施工設備、鉆具等有較強的依賴性，在穿越施工中的擴孔、管道回拖等工程中存在不可見性，因此，大大增加了施工風險。

2 施工技術

采用大口徑管道定向鉆穿越施工技術時，在施工前，要先設計好施工鉆孔曲線，然后鉆機就位，從障礙物的一端入土鉆導向孔，從障礙物的另一端出土，出土后拆卸鉆頭、儀表等，

然后按照所需鉆具的需要，選擇合適的待鋪設的管線直徑和要鋪設的位置、合適的鉆具等實施反向擴孔。綜合大口徑管道水平定向鉆穿越施工工藝流程，可以將大口徑管道的定向鉆施工分為鉆孔、擴孔和管道回拖 3 部分。

2.1 鉆孔

在大口徑管道水平定向鉆穿越施工中，需要按照施工設計方案完成相關的操作施工。在使用定向鉆機進行導向孔鉆孔前，需要做好施工前的準備工作，詳細閱讀和分析施工設計圖、設計方案，充分考慮大口徑管道施工穿越的地理位置條件，仔細閱讀和分析施工地區的地質資料，為大口徑管道的水平定向鉆穿越施工的順利進行提供保障。為了保證大口徑管道鉆孔穿越障礙物的順利進行，必要時可以從施工設計方案中選擇 1 個控制樁作為參考，并以此為標準水平定向鉆穿越試驗，測定需要穿越的長度、出入點的位置和施工場地的布置等。

完成試驗后，參考大口徑管道施工的設計方案和施工圖紙，測量相關的數據，并設計施工中的相關參數，多方面比較水平定向鉆穿越施工，從而設計出最佳的穿越障礙物的路線圖。在確定施工設計圖之后進行實際的導向孔鉆孔施工，鉆導向孔需要在鉆孔導向員的指令下，按照事先預定好的曲線、鉆測量等參數鉆孔。將探頭安裝在鉆具中，測量鉆孔過程中出現的傾角、高程、方位角和橫向偏差等，并將這些數據傳遞到操作員手中，及時控制和調整鉆孔中出現的情況。在大口徑管道的水平定向鉆穿越施工中，需要控制穿越的曲線，在實際的鉆孔穿越中，需要根據先前設計好的穿越曲線進行相關的操作，并調整穿越曲線。在穿越施工中，需要根據大口徑管道水平定向鉆穿越施工的地理條件調整泥漿配比。泥漿配比在一定程度上是依靠配方成分組成的，有效的泥漿配比和配方成分能夠減少在鉆孔施工中對鉆頭產生的磨損和其他影響。在鉆孔施工中，產生的碎屑會通過泥漿回到泥漿坑中，同時，泥漿對孔壁能起到一定的穩定作用。在導向孔鉆孔施工過程中，鉆孔操作人員、指揮控制人員需要有效配合才可以完成鉆孔穿越工作。兩者一個負責了解地質軟硬程度，控制和調整鉆頭的鉆進速度，另一個制訂、修改和糾正鉆孔方案，以保證鉆孔工作能夠順利進行。

2.2 擴孔

大口徑管道水平定向鉆穿越施工的第二個施工環節是分級擴孔，又被稱為分級回擴。這就是鉆頭從鉆孔中出來之后，使用擴孔鉆具將先前鉆的孔擴大，使鉆孔達到大口徑管道水平定向鉆穿越施工的要求。在分級擴孔施工時，需要保證在鉆孔時不會出現塌方等情況。分級擴孔是大口徑管道水平定向鉆穿越施工的中間環節，它在其中發揮著非常重要的作用，其施工需要根據施工場所的環境、地質條件、大口徑管道的材質等相關資料進行。 在大口徑管道水平定向鉆穿越施工中，因為管道的口徑大、鋪設距離長，所以，擴孔施工需要分級進行。而較多的分級擴孔級數會增加擴孔中產生的扭矩，同時，還會受到其他方面因素的影響，因此，為了保證分級擴孔的順利進行和擴孔的質量，需要加大對這些方面的施工監管力度，具體可分為以下 2 點：①完成導向孔的鉆孔之后，在逐級擴孔施工時，根據不同的地層需求選擇不同類型的擴孔器。②在分級擴孔中，前幾級的擴孔施工使用盤式擴孔器進行切屑式的擴孔施工，后幾級的擴孔施工和清孔使用錐桶式擴孔器進行鉆孔的擠擴。擴孔鉆具組合的有效使用可以降低擴孔中產生的扭力，進而順利完成擴孔工作。

2.3 管道回拖

在大口徑管道水平定向鉆穿越施工中，管道回拖是最后一個施工工序。在管道回拖的過程中，主要使用回拖鉆具將成品管道回拖到已經完成擴孔施工的孔洞中，這樣整個大口徑管道水平定向鉆穿越施工則完成了。在大口徑管道回拖的過程中，成品管道、旋轉接頭、擴孔器需要相互連接，在鉆桿回拖拉力的作用下使管道就位。管道回拖工序是整個大口徑管道施工中的最后一道施工工序，同時，這也是施工中的重點，因此，在管道回拖的過程中，要盡量減小回拖產生的阻力。

3 施工質量要求

施工現場質量管理上，應該在施工的各個階段上進行控制，按照施工規范要求進行施工，完善每道工序的交接，通過質量檢驗標準和手段來檢測施工質量要求，以及完備的施工現場的質量管理體系。第一，工程項目采用的原材料及構配件在進場時要向監理工程師報驗，必須要有產品合格證及產品技術說明書，若有理化試驗報告還相應的試驗證明。第二，各施工階段工序完成后必須要自己先進行檢查，符合合格標準后填報驗單，向監理部門進行報檢，否則，不準進入下道工序施工。第三，相關專業在工種交接時，要質檢員進行交接檢驗，并形成備查記錄。

4 結束語

總而言之，近幾年，在城市發展和建設的過程中，燃氣管道、供暖管道等施工規模不斷擴大，大口徑管道的應用越來越廣泛，水平定向鉆穿越施工技術在大口徑管道施工中的應用頻率也逐漸加大。為了更好地在大口徑管道施工中應用水平定向鉆穿越施工技術，本文主要分析和研究了大口徑管道水平定向鉆穿越施工技術的相關內容，為日后相關工作提供參考。

參考文獻：

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