神渭输煤管道陕化支线渭河定向钻穿越工程
发布时间:2020-4-14       来源:佚名    分享到:

 一、施工概况

     本工程属于神渭输煤管道陕化支线渭河定向钻穿越,位于陕西省渭南市临渭区新庄村;主要设备为GD5000-L、GD3500-L钻机、200kw发电机2台、3NB800型、LT494-100型泥浆泵、泥浆循环系统2套、P2导向系统2套;共穿越2条管道,穿越长度为2948.4米,一条为光缆管Φ159*8的无缝钢管,另一条为主管Φ273.1*7.1的钢管;穿越地层主要为粘土层和砂层;光缆管导向于2013年9月15日开工,10月29日出钻,11月1号开始托管,11月3号托管完成;主管导向11月5号开始导向,于11月17号出钻,11月22日开始扩孔,11月28日完毕,托管于12月1日开始,12月2日顺利完成。

      二、工程前期准备

     场地征地完成后,首先进场道路用石子铺路,用铲车、挖机平整场地、修路,开挖泥浆坑,为施工找到附近水井和电;设备逐一进入工地安装连接;施工现场、泥浆坑用彩钢瓦进行围挡处理;场地搭建会议室和泥浆实验室,用转铺路,各工作区划分明确,现场目视化管理,文明施工做到位;交接本工程的施工组织设计,三书一表、管线位置坐标;根据交接的坐标进行整条线路测量放线以及布施工用人工磁场,保证工程顺利开工。

      三、施工过程

      3.1 钻机施工

      3.1.1 钻导向孔

     本工程采用P2控向系统;9.5寸的三牙轮领眼钻头;造斜1.75度的泥浆马达;导向时用一根9m无磁钻铤,对接时用2根;前面用约650米的Φ140钻杆,后面用Φ168钻杆;布人工磁场6处,总长约2000米;光缆管导向于9月15日开工,10月29日出钻;主管导向11月5号开始导向,于11月17号出钻;主管导向钻进平均每根用时10分钟;单根钻杆倾角最大变化角度为1.1度,方位角为0.9度;最大推力月114吨;泥浆采用水:土:纤维素:纯碱为1:4%:0.08%:0.04%,粘度保持在60s,表观粘度15-20mPa·s,动塑比0.6Pa/ mPa·s,失水量‹12ml,泥浆排量保持在0.4-0.6m3/min。由于地层复杂,软硬不一,第一次导向约100米处角度掉3.6度,一直往上顶角度仍往下跑,最后决定回抽钻杆重新导向,计划比之前导向孔深且偏右,最后成功躲过此地层;光缆导向时过渭河月400米后,测量发现向左偏了将近14米,决定复测线圈重新测量任然偏,回抽钻杆至线圈重新测量,发现方位角变化了,怀疑是仪器坏了,但也不是很确定,左后决定继续导向并且有意识的往右调角度,幸运的是导向到位后正常。

      3.1.2 扩孔

      11月22日开始扩孔,11月28日完毕;只扩一次孔,采用18寸的板式扩孔器;平均每根钻杆有效扩孔时间为9分钟;扭矩最大17Mpa,平均15Mpa;扩孔单根最长时间为17min,最短时间为5min;泥浆排量0.8-1.0 m3/min,泥浆参数不变。

     3.1.3 回拖

     主管回托于12月1日开始,12月2日顺利完成;采用Φ168钻杆+16寸板式扩孔器+150吨分动器+120吨卸扣+拖管头+Φ273.1mm预拖管道;平均每根钻杆有效回拖时间为1min;最大回托力8Mpa,平均扭矩为7Mpa,最大扭矩15Mpa;单根钻杆最长工作时间为6min,最短为2min;泥浆排量保持在0.6-0.8 m3/min,泥浆参数不变;回拖主要难点是将近2970米的预制管道的摆放、支架,由于作业带在中间有个大弯,为了减少阻力和管道跑偏,开挖发送沟长约2843米,宽0.7米,深0.5-0.8米,注水深度0.3-0.6米,由于部分地方有地埋线和主要路面的不能挖,就用滚轮架或者土堆支撑,调整高度,保证管道减少阻力顺利入洞。

      四 制定的施工方案在现场实施的效果情况

      制定的施工方案,施工方面所选用的领眼钻头、1.75度的泥浆马达、P2控向系统,出入钻点下套管,扩孔选用的18寸板式扩孔器,托管时选择开挖发送沟和打支撑的方案都起到很好的效果;设备突入方面实施效果也很好,入钻点为主设备,导向、扩孔、清孔、托管等工作,选用500T钻机,最大排量达到1.4 m3/min的3NB800型泥浆泵,出钻点主要进行导向施工,选用350T钻机和LT494-100型泥浆泵;泥浆循环系统方面,原计划泥浆循环系统配三个罐(清水罐、配浆罐、储浆罐)、一个除沙器,施工中泥浆含泥量大,泥浆供不应求,最后决定三个泥浆罐都串通连接,装上蝶阀,改为一个配浆罐,两个储浆罐,泥浆除砂器改为除泥除砂器,效果很好;泥浆配制方面,一开始只考虑泥浆的粘度,施工中返出来的泥浆泥水分离很明显,配置的泥浆放久了也会出现泥水分离现象,考虑到这会影响成孔的效果,决定重新制定泥浆配方,经过试验选择含添加剂的膨润土、纯碱和低粘纤维素配合使用,参数粘度保持在60s,表观粘度15-20mPa·s,动塑比0.6Pa/ mPa·s,失水量‹12ml,这在施工证起到了很好的效果,也是施工成功的关键之一。

     五 技术革新情况

     泥浆方面有了很大的提高,土层施工,距离长泥浆很关键,关系到孔的成型问题,本工程采用的泥浆参数来配置泥浆,在施工中扭矩拉力都比较稳定,扩孔过程中都没多大变化,才决定直接托管,这样减少了清孔的一道程序,带来的经济效益可想而知,成本是大大降低;对接方面,光缆管导向是对接上的,但是主管道导向是入钻直接打到出钻的导向孔里的,这并不是巧合,导向时两边就有意识的调整导向孔,到位后一方面出钻回抽钻杆加上磁铁送钻准备对接,另一方面入钻试着往前导向,看能否直接打到孔里面,果然成功了,这也应该算是一次技术革新吧!

     六 结论及建议 

     本工程历时3个多月完工,应该还算顺利,但有效的工作时间很短,前期准备不足影响工期大大推迟;本工程在设备配置、及钻具的选择方面都考虑的比较合理,技术方面泥浆参数的确定、控向系统的选用也是很成功的;主要不足就是人员的配备不足和前期工作的准备不充分,加上设备损坏的也比较频繁,使得施工间间断断,有效工作时间很短,效率低;在以后的工程中不论大小工程人员要配备充足,设备的选择合理并且勤保养检修,分析施工中各种风险以及其应对措施,尤其泥浆方面,不同地层制定不同的泥浆参数,并且在施工中根据泥浆情况更进一步调整泥浆参数,保证施工的顺利进行。

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