油气管道经过河流区域时需要采用定向钻穿施工技术，但地下穿越施工具有复杂性和隐蔽性等特点，施工过程中会受到多种因素的影响。需要对勘察设计工作影响因素进行分析，采取切实有效的解决措施，了解穿越施工需要注意的问题，保证油气管道穿越的顺利进行。
定向钻穿越勘察设计存在问题
油气管道穿越施工时，实际的地质情况会与勘察资料存在着较大偏差，补充勘察与提供的原始勘察资料进行比较来看，主要存在如下问题：
（1）没有对河流卵石层厚度、分布区间和颗粒直径等给予足够的认识。这是因为河床和两岸堆积物质都已经发生了很多次的冲淤，卵石层厚度、分布区间和颗粒直径等有着较大的变化，在进行勘察作业时应该在穿越断面上下游都设置15m的勘察点。
（2）没有查清基岩裂隙的实际分布状况，这是因为定向钻穿越区段覆盖层厚度都比较大，基岩暴露部分较少，不能通过观察来确定裂隙状态和分布情况，只能依赖钻探等方法来对基层进行识别与分析，判定结果的准确性与获取岩芯质量、地质人员的专业能力有着直接关系，这就使得勘察数据与实际情况产生偏差。
（3）没有对岩体强度、差异性给予充分地认识。岩体形成的不持续性及受到风化因素的影响，会使岩体强度产生很大改变，应该采集具有代表性的岩样。
穿越位置及断面的选择
如果油气管道穿越的断面两侧地形存在着较大的起伏，会使得定向钻在两岸出、入土端与江河底部水平区段形成较大的高差，注入泥浆的压力不均匀，就会存在着冒浆和成孔质量不均等问题。
如果距离河堤等比较近，会使得定向钻行进路径与河堤距离不足，在钻进及扩孔作业时会存在着塌陷和沉降等问题。
穿越层位选择
从定向钻穿越施工实际情况来看，主要有如下设计问题：
（1）流沙层为饱和水状态，有着较强的蠕变性和流动性，穿越成孔存在着较大的难度。失水以后会导致孔壁塌陷等问题。例如，在某河流穿越油气管线时，在出土端碰到长流沙区段，没有顺利成孔，在进行回拖作业时出现塌孔，只能采取开挖方式将最后管道挖出后接长。
（2）粗砂地层颗粒直径较大，黏性土含量低，土层内聚力过小，使得穿越成孔存在较大的难度。比如，在某河流穿越油气管线时，一些地段扩孔扭矩变大，使得扩孔施工作业进展变得更为缓慢，扩孔时出现钻杆断裂现象，解卡作业没有起到效果，只能将原孔道报废。这是由于穿越地层中粗砂的存在，使得大直径扩孔作业时出现孔洞坍塌，钻杆被完全覆盖后扭矩变大而出现断杆。
（3）砂卵石地层的卵石分布呈现出不均匀状态，同时，卵石强度比较大，在钻进作业时不能对精度进行有效控制，给成孔带来较大的困难，会出现坍塌和卡钻等问题，应该尽量不在砂卵地层进行穿越施工，如果必须穿越该类地层，需要采取相应的处理措施。例如，某河流穿越需经过厚度为1.5m的砂卵层，颗粒直径在5cm左右，没有事先采取相应的预防措施，在遇阻情况下强行作业，卵石进入到孔洞使得钻杆被完全卡住，只得采取开挖作业来保证定向钻完成穿越施工。
（4）软硬不均地层穿越施工，在进行大直径扩孔作业时，会在软硬地层交界段产生偏扩、狗洞等现象，使得成孔质量无法达到设计要求，还伴随着冒浆、地下水渗漏等风险。比如，在某河流采取定向钻穿越技术进行施工，由于地层软硬不均，穿越作业时存在着岩层倾角变大等问题，扩孔器在硬岩区段偏离设计轨迹，使得扩孔进度变慢，扩孔器前部加强筋受到严重的磨损。
定向钻穿越勘察问题应对措施
定向钻设计主断面为钻孔投影断面，钻孔间距一般≥50m，基于离散钻孔的推测断面，不能完全反映实际地层情况，尤其是在复杂区域。为尽量减小地质勘察资料与实际穿越施工地质两者间的偏差，需要将地质测绘、钻探等技术进行结合，采取综合性地质勘察方法，完全查清定向钻施工地层状况。
对穿越施工区域的地质、水文资料进行全面地收集，掌握河床岸坡变迁情况，获取到详细的河床地形图，对油气管道穿越施工区域的水利工程、穿越工程等进行全面的调查。地质勘探工作量应该结合穿越区域实际情况进行部署，适当地设置钻间距，如果钻孔作业不能根据地层改变情况进行调节，当遇到对油气管线定向钻穿越施工有影响的卵石层、碎石层等，应该合理减小钻孔间距。如果定向钻穿越工程面临复杂的地质，应该合理增加出、入土层段的数量，将探孔间距适当缩短。
在油气管道河流穿越位置及断面选择方面，应该选在两岸地形起伏不大的位置，尽量减小两岸高差。如果两岸高差比较大，在穿越施工作业时应该采取措施来保证成孔质量，避免出现冒浆问题。定向钻穿越钻入、出土点和经过中线时需要与河堤等保持足够的距离。如果穿越施工需要经过不良地层，应该尽量避开存在大断裂和不良的地层。穿越轨迹不可以设置为急弯，应该合理设置造斜点，为防止造斜时产生偏移现象，需要选择稳定的层位作为造斜点。如果需要经过基岩地层，需要选择倾斜角度较小的地下层位，可采取多曲线方式来完成过渡。
在穿越施工出、入土端存在卵石、粗砂等地层，可以采用如下处理办法：
开挖换填法
将不良地层进行挖除，采用适合于定向钻穿越的土质，再进行钻孔和回拖，会需要更多的工程量，但会有效降低穿越施工风险，可应用于覆盖层厚度低于15m，地下水位不高的地层。
下套管法
用套管将卵石层等进行隔离，以一定角度持续顶进，利用泥浆将套管中的卵石等物质置换出套管，该方法对定向钻方向控制有着很好的精度要求。
注浆固化法
通过注浆将卵石层完全固化，采用穿越岩层法来经过固化层，但固化后的地层强度变大，钻进作业会存在着困难。
设计关于泥浆的施工技术要求
设计通常会从地质结构风险分析及应对措施、施工设备及材料风险、设备及材料倒运、工程管理等方面进行风险分析并提出施工技术要求。但泥浆使用存在着专业性强、成本高、抽检难度大等问题，往往得不到施工单位及监理方的重视，泥浆能否合理选型将影响定向钻穿越施工的成败。
泥浆可以从孔洞中携带出破碎的岩屑，保证孔壁的稳定性，是保证钻进作业正常进行的前提条件，还可以对钻头进行冷却与冲洗，建立起与地层压力保持平衡的液柱，需要结合不同钻进阶段的地层特点，优化泥浆类型。确定最为合理的泥浆与添加剂，可以更好地保证顺利完成钻进、扩孔作业。
保证泥浆达到合理的黏度和排量，特别是在遇到不良地层时，需要将钻进性能、扩孔尺寸与泥浆参数进行匹配：提升护壁泥浆黏度和供给量，确定好钻扩孔器，根据实际钻进情况提高扩孔量、泥浆排量及洗孔的频次，可以更好地携带出钻屑，防止钻屑沉积对成孔带来影响。必要时应添加各类正电胶钻井液等的添加剂，增强泥浆性能。
油气管道采用定向钻穿越技术进行施工，有着很高施工效率，不会对生态环境造成破坏。设计阶段做好勘察，得到更为准确的地质资料，合理选择穿越层位，优化穿越曲线，采用合理的不良地质处理措施，提出针对性的风险提示和施工技术要求，可保证后续油气管道穿越施工顺利完成。
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