非开挖施工单位带您了解:水平定向钻硬岩施工—成品油输送管道山体穿越
发布时间:2022-1-6       来源:佚名    分享到:

工程概况

工程采用水平定向钻进技术穿越山体铺设成品油输送管道,一孔双管,管径分别为Φ330mm、Φ115mm。穿越段水平距离280米,沿邻近公路进行穿越。


因地制宜 选配机型

地质信息:施工地点位于粤东低山丘陵区,岩石类型主要为花岗岩类,硬度较大。地勘资料显示,穿越地层由上到下依次为:砂质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩。该地区中风化花岗岩的单轴饱和抗压强度最大可达到53.5Mpa。

机型选配:根据管线规格、地层情况、施工距离等因素综合考虑,徐工XZ400可满足施工需求。针对硬岩地层,为保证导向钻进的施工效率,XZ400钻机需额外配置600L/min规格的独立泥浆泵,用于驱动泥浆马达进行岩石导向钻进。

钻具配置


施工工艺

导向:首先使用普通斜板式导向钻头,钻进到硬岩;随后更换泥浆马达和牙轮钻头,钻穿硬岩段,最后再更换普通斜板式导向钻头钻进直至出土。

扩孔:扩孔分五级进行,最终成孔直径为600mm,扩孔顺序依次为300mm、400mm、500mm、550mm、600mm。


回拖:管道采用滚轮架托垫,钻杆依次连接Φ500mm牙轮扩孔器、分动器、弓形卸扣、管道,进行回拖。


关键问题

导向钻具“下沉”:施工中,斜板式导向钻头钻穿砂质粘性土和全风化花岗岩地层后,需要更换泥浆马达和牙轮钻头,并计划沿原钻孔轨迹推进,但由于砂质粘性土层承载力较低,牙轮钻头在成形的钻孔中转动时容易不断切削下孔壁而导致钻进新孔,出现“下沉”现象,偏离原孔轨迹。

处理措施:采用小直径的钢套管隔离松软地层,在无套管隔离的原钻孔中,通过减小泥浆泵量,降低牙轮钻头的转速,从而减少对孔壁的扰动,防止钻进新孔。

施工效率

通过现场一段时间的跟踪观察,XZ400在各类地层的导向施工效率如下:


案例小结

硬岩导向施工时,需要大功率泥浆泵为泥浆马达提供动力,从而达到理想的施工效率。

泥浆马达的造斜效率低,推进一根3m钻杆,造斜角度通常在1°左右,在软土地层的钻进角度很难抬升。

小吨位钻机岩石扩孔分级跨度建议为100mm,孔径较大时,扩孔分级跨度应适当减小。

岩石地层施工时要及时清孔,保证钻孔畅通,防止卡钻。

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