大管径水平定向钻穿越施工危害分析与防范
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关于定向钻与管道交叉施工的风险防护措施的方案摘要:为避免定向钻施工伤及天然气管道,目前使用最普遍的方法是在管道两侧附近开挖观测沟。
观测沟存在很多弊端,如:1、天然气管道如果埋的较深,观测沟开挖难度较大2、观测沟易塌方、出水或者雨天积水,会影响观测沟的实效3、光侧沟在施工现场也会带来深坑坠落、抽水临时用电等风险4、在无人监护和人为操作失误的情况下,钻头如果走向出现偏差仍继续向前推进,观测沟不能起到阻止和报警的作用。
通过对问题进行仔细梳理,襄阳作业区用槽钢板、震动报警器等制作一套自带报警的隔离防护屏。
隔离防护屏可有效的防止定向钻施工给天然气管道带来安全隐患。
关键词:定向钻管道交叉施工风险防护一、项目背景定向钻技术在施工作业中现已普遍运用。
很多定向钻施工会进入到我方天然气管道安全界限内(如:1、在安全界限内定向钻施工与管道并行、2、定向钻出土点在管道附近、3、定向钻施工穿越管道),给天然气管道安全带来很大的安全隐患。
定向钻施工下穿天然气管道时安全隐患最为突出。
定向钻对于高压天然气管道来说是一个破坏性很强的机械设备。
定向钻属于地下隐蔽性施工技术,主要靠仪器的探测和人为的操控。
仪器出现偏差、钻头走向和深度计算的错误、人为的操控失误、地勘不够准确等多种因素都会造成钻头的走向出现偏差。
定向钻钻头一旦走向出现偏差,很容易伤及天然气管道。
二、研究及实施方案通过对问题进行仔细梳理,襄阳作业区用槽钢板、震动报警器等制作一套自动报警的隔离防护屏。
隔离防护屏可以有效的防止定向钻施工伤及天然气管道。
三、主要创新点通过隔离防护屏的使用,可有效的防止定向钻施工给天然气管道带来安全隐患,且该措施简单、便捷、使用期长。
四、应用情况模拟实验效果较好,操作便捷,并且计划在定向钻施工项目里进行投入试用。
五、投资成本及效益分析隔离防护屏措施简单,防护效果好,且可自动监测报警,可有效的防止定向钻施工给天然气管道带来安全隐患。
六、推广价值及建议可应用在定向钻、顶管穿越管道等地下隐蔽性施工中,有效的防止施工给天然气管道带来安全隐患。
浅谈水平定向钻技术在排水工程中的应用及施工风险防范摘要近年来,水平定向钻穿越技术在世界各国及各个行业得到了广泛的应用,尤其在环保和市政管网改扩建项目及大型管道穿越江河工程项目上更显出了其独特的优势。
本文将结合某市政给排水管道工程的实际,谈谈水平定向钻进铺管技术的施工技术及风险防范。
关键词水平定向钻进铺管技术;给排水管道应用水平定向钻施工法是指无须传统的管沟开挖,用机械来钻掘、排土、清渣并实现控制管道的敷设位置,并将各种管材埋入地下的施工方法。
定向钻进非开挖铺管技术最显著的特点是采用水射流、切削式或挤压方式成孔;由地表接收钻头附近发出的电磁信号来实现钻孔轨迹控制,钻机置于地表,该方法用来铺设直径小于1000mm的各类管线,铺管长度可达1km。
铺管精度高,尤其是在城市管网极为复杂的地区,可精确控制要铺管线位置,可以避免损坏其它地下设施,同时也可以保直钻进铺设钢管,用于管棚支护、水平降水等工程施工。
某工程设计将一工业园的生产污水引入污水处理厂,其中有一段DN800污水管需穿越一段河道,河面宽130m,河床表面为中砂层、下部为黏土层。
管道设计高程为 4.00-4.40,排水坡度3‰,最大埋深6m,距河床最小覆土深度2m,管材为DN820*10的钢管。
1方案的选择该河道不通航,施工季节正处于河流的枯水期,水深在2.5 m左右。
采用分段围堰、大开挖的施工方法,不存在阻断交通和防洪方面的问题,水流和水深条件也较适宜,从技术上讲不失为可行方案之一。
但是河面上有大量的围网养殖,围堰施工不可避免要拆除养殖设施,必然要支付数量可观的补偿费用,同时改变河水水质,影响到下游村民正常的生产生活。
从工期、环境、工程量、造价等方面考虑,经技术经济比较,决定采用水平定向钻技术来实现管道穿越。
2钻进的实施及效果铺设钢管需要较大的曲率半径,增加了钻孔距离;接口焊接和防腐会造成回拉作业的停顿,不利于穿越河流施工。
征得甲方、设计部门同意改用HDPE缠绕管作为穿越管材。
水平定向钻穿越施工风险及控制措施分析摘要:通过对水平定向钻施工工艺的简述,对定向钻的危险有害因素进行了分析,并提出了风险控制措施,特别是对前期地质勘探调查、定向钻路由设计进行了强调,为定向钻的施工提供有益的帮助。
关键词:水平定向钻;施工风险;控制措施作为一项新兴的管道非开挖施工技术,水平定向钻穿越(HDD)以其导向准确,成功率高;对河床表面没有干扰,不影响河床底部的状况和结构;对周围环境及生态影响小;施工时不影响江河通航,不损坏江河两侧堤坝,施工不受季节限制,施工周期短;管道埋的深度大,能够避免因船只抛锚造成破坏管道的可能性和被流水冲刷发生裸露管现象的可能,确保所敷设管道安全;施工占地少、工时短、社会效率高、综合成本低等众多优势,具有其他穿越无法比拟的优点,尤其是忠武管道48处定向钻穿越、西气东输管道工程多处使用定向钻后,在天然气、石油等相关行业管道工程穿越中得到越来越广泛的应用。
水平定向钻与大开挖施工相比,因对设备、钻具较强的依赖性和地下钻进、导向孔、扩孔、回拖的不可见性,如遇到弱风化砂岩,钻具磨损大,难以通过;在卵石(砾石)地层中,如果卵石直径、含量超过一定数值后也难以成孔,使水平定向钻穿越具有较大的风险。
同时,工程管径大、设计压力高、管壁厚、安全性要求高等特点,使定向钻穿越技术的应用面临更大的风险和挑战。
为了把定向钻穿越施工的风险降低到最小,就要求在施工中采取一定的风险控制措施。
同时定向钻施工动用的机械设备、车辆、油料及材料较多,如大型钻机、大功率泥浆泵、挖掘机、焊管机和配套发电机等。
工程施工中又包括钻导向孔、拉拖管线、泥浆处理、电气焊、气割、管线防腐、管线试压等主要的较危险的技术环节与内容。
特别是在野外潮湿的环境中,接触电、易燃、易爆、有毒有害物品,施工技术等级和复杂程度又要求较高的特殊作业,安全工作更是重中之重,尤其要强调按规定审批和现场监护,制订安全作业指导书。
因此,必须分析研究定向钻技术施工中的危险有害因素,才能采取科学、合理、有效的风险控制措施。
管道定向穿越过程中可能出现的问题及应对措施定向钻穿越工程本身就是一种高风险性的工程,所以在整个穿越施工过程中,必须保证每个环节的安全性,否则任何小的失误都可能带来严重的后果。
本次穿越的特点主要是管道管径大、壁厚厚管道重量较大。
在穿越施工过程中可能会出现卡钻、断钻、抱钻及回拖过程中回拖力加大等各种风险,对此,结合我公司多年的施工经验,我公司在整个施工过程中将采取以下措施避免危险的发生以及对紧急情况做出应对:1. 设备的正常磨损等情况是施工过程中常见的问题,设备维修不及时的话,一方面在工期上会造成延误,另一方面很多情况下会错失施工有利时机给工程的顺利进行带来隐患。
为此我公司对设备在安排进场之前都做了细致的检修与维护,并且安排熟练的技修工在穿越施工的全过程24小时待命,应对施工机械可能发生的故障等,在工闲时对设备进行及时的检修与养护,把设备故障率降至最低。
此外我公司所使用的设备全部是我公司自主知识产权的产品,必要时可保证24小时之内更换包括钻机整机在内的任何设备,进一步保证了设备性能的完好。
2. 导向孔作业是保证成孔质量的关键,故此在进行导向孔作业的过程中,要求控向员与司钻手紧密配合,严格按照图纸要求施工,严格控制曲率半径,避免单根超调的发生,一旦发现超调现象及时回抽调整,保证穿越曲线的平滑稳定。
另外在利用常规控向系统控向的同时,可利用我公司自行研发的强磁场纠偏系统对穿越曲线进行复核,这样就可以最大程度上排除外界磁场对控向系统磁场的干扰因素,进一步保证成孔质量,防止了“S弯”等情况的发生,也为后续的顺利施工带来了保障。
3. 扩孔作业也是决定成孔质量的关键因素之一,所以在扩孔过程中应根据之前导向孔作业时的经验,结合扩孔过程中拉力、扭矩等基础参数,相应的调节扩孔速度,一方面防止由于扩孔速度太慢造成的塌孔、抱钻等情况的发生,同时也要避免由于扩孔速度太快造成的洞内泥浆缺失、孔形不好等情况的出现。
要求司钻在扩孔同时详细填写扩孔记录,为之后级别的扩孔提供参考,使得孔壁洁滑,孔内泥浆充足,给回拖创造有利条件。
定向钻施工风险分析摘要:定向钻施工工艺已在国内发展30余年了,但由于定向钻施工缺乏统一的施工规范,缺乏统一管理,个人或私营企业盲目进行低价竞争,给定向钻施工带来了诸多风险,本文根据作者多年的施工管理经验和现场施工经验,并结合相关风险管控知识,对定向钻施工风险进行探讨。
关键词:定向钻风险分析定向钻施工技术从20世纪80年代引进,进入21世纪后呈现出蓬勃生机,由于定向钻施工可有效的避开地下障碍物、河流、房屋等,已成地下管道施工首选方案。
和其他的施工技术一样,定向钻施工具有一定的风险,定向钻施工由于处于“看不见、摸不着”地下施工状态,其风险更具有一般施工技术所不具有的特殊性,也更具有对其施工风险进行评估和消减的必要。
影响定向钻施工风险因数很多,主要集中在以下几个方面:1. 业主转嫁的风险;2. 施工技术引起的风险;3. 安全引起的风险;4. 管线设计与规划引起的风险。
业主转嫁的施工风险主要指在应该由业主办理各种施工手续而未办理完毕,在未办理情况下业主要求开工而造成施工受阻,从而增大施工的风险;施工技术引起的风险主要指与环境、地质、工艺选择等方面造成的风险;安全引起的风险主要表现在临时用电、吊装作业以及地下管线的风险;管线设计与规划引起的风险主要在于管线规划设计不规范,为节省成本,业主要求管线设计尽量缩短来降低成本,在未进行地质勘查或未进行管线探测情况下进行设计而导致无法施工等情况,同时由于众多管线未按规划进行施工,存在诸多未备案地下管线,在进行探查时遗漏而造成的管线破坏风险等。
本文主要就施工技术引起的风险进行分析。
1.地质与环境引起的风险定向钻施工地质与环境风险是最主要的风险之一。
定向钻施工的地质资料是建立在地质勘探的基础上建立的,由于地质勘探孔的布置与数量的原因,存在以点概面,简单来说就是以偏概全,在存在地质突变的地区,这种以偏概全是极大的风险。
对于定向钻施工来说,环境风险主要在泥浆,孔内造浆的好坏关系到孔内压力的大小,泥浆粘稠度和泵量过大,孔内流通不畅情况下会产生路面冒浆或起拱,相反若孔内粘稠度和泵量过小,容易产生孔内坍塌,从而导致路面塌陷。
水平定向钻的风险规避与故障处理水平定向钻是一种采用高科技手段进行硬岩地层勘探开采的新技术,但随着应用范围的扩大,相关的风险和故障也逐渐显现出来。
因此,对于水平定向钻的风险规避和故障处理,必须采取相应的措施,以确保人员的安全和钻井过程的顺利进行。
风险规避1.施工前的调研在进行水平定向钻之前,应先进行场地勘察,以确定地质条件和水文地质条件,评估钻井地点的局部地形和地貌特征。
此外,还应了解现场工程固结环境及水力条件等情况,从而全面掌握区域结构和目标层的基本信息。
2.钻井工艺设计在设计水平定向钻的钻具和钻井节奏时,应根据实际情况进行合理规划,特别是在钻井过程中注意在钻柱中添加必要的支撑和夹紧装置,以避免钻柱变形或断裂,发生故障。
3.定向控制技术水平定向钻需要通过一定技术手段精确定向,从而实现足够的钻井精度。
要达到这一目的,可采用电磁学、压力波法、频率响应法等定向控制技术,以确保控制钻杆在石油开采工程中的方向稳定可靠。
4.保险装置的设立在水平定向钻井过程中,应设立防爆装置,以便在发生重大事故时及时做出反应。
还需要设备巡查制度,及时发现早期线索,在失效发生之前采取行动。
同时,还应设立远程监控系统,监测施工的各个环节,便于实时控制。
故障处理1.钻柱断裂钻杆断裂的原因有很多,可能是因为钢材等材料在使用过程中产生疲劳损伤,也有可能是钻杆过度摩擦,产生了撞击和损伤,造成钻柱断裂。
出现这种情况的时候,要及时关闭钻机,同时通过计算机监测系统找出故障点,采取相应的钻杆修补措施,保证施工的安全。
2.口外压力异常口外压力异常通常与井身固结、纵剖面张力、钻柱不下重等因素有关,可通过增加钻井液浓度或钻井液压力来解决。
同时要及时主动监控系统,通过系统对数据和环境的监测实现预警,及早发现并解决问题,在保证钻井工作的同时,保证人员安全。
3.钻井液中层分离如果钻井液中发现了明显的层分离现象,应及时采取措施修复。
首先排除管道堵塞,同时增加循环排量,下调泵压,增加悬浮剂浓度和溶解剂浓度。
管道穿越过程中可能出现的问题及应对措施定向钻穿越工程本身就是一种高风险性的工程,所以在整个穿越施工过程中,必须保证每个环节的安全性,否则任何小的失误都可能带来严重的后果。
本次穿越的特点主要是管道管径大、壁厚厚管道重量较大。
在穿越施工过程中可能会出现卡钻、断钻、抱钻及回拖过程中回拖力加大等各种风险,对此,结合我公司多年的施工经验,我公司在整个施工过程中将采取以下措施避免危险的发生以及对紧急情况做出应对:1 设备的正常磨损等情况是施工过程中常见的问题,设备维修不及时的话,一方面在工期上会造成延误,另一方面很多情况下会错失施工有利时机给工程的顺利进行带来隐患。
为此我公司对设备在安排进场之前都做了细致的检修与维护,并且安排熟练的技修工在穿越施工的全过程24小时待命,应对施工机械可能发生的故障等,在工闲时对设备进行及时的检修与养护,把设备故障率降至最低。
此外我公司所使用的设备全部是我公司自主知识产权的产品,必要时可保证24小时之内更换包括钻机整机在内的任何设备,进一步保证了设备性能的完好。
2 导向孔作业是保证成孔质量的关键,故此在进行导向孔作业的过程中,要求控向员与司钻手紧密配合,严格按照图纸要求施工,严格控制曲率半径,避免单根超调的发生,一旦发现超调现象及时回抽调整,保证穿越曲线的平滑稳定。
另外在利用常规控向系统控向的同时,可利用我公司自行研发的强磁场纠偏系统对穿越曲线进行复核,这样就可以最大程度上排除外界磁场对控向系统磁场的干扰因素,进一步保证成孔质量,防止了“S弯”等情况的发生,也为后续的顺利施工带来了保障。
3 扩孔作业也是决定成孔质量的关键因素之一,所以在扩孔过程中应根据之前导向孔作业时的经验,结合扩孔过程中拉力、扭矩等基础参数,相应的调节扩孔速度,一方面防止由于扩孔速度太慢造成的塌孔、抱钻等情况的发生,同时也要避免由于扩孔速度太快造成的洞内泥浆缺失、孔形不好等情况的出现。
要求司钻在扩孔同时详细填写扩孔记录,为之后级别的扩孔提供参考,使得孔壁洁滑,孔内泥浆充足,给回拖创造有利条件。
浅谈水平定向钻穿越施工的冒浆风险及应对措施水平定向钻穿越技术是国内外目前使用频率较高的一种非开挖技术,是大中型河流穿越施工中最合适的施工方法。
但在实际施工过程中容易出现一些风险,其中地面冒浆就是主要常见的风险之一。
本文结合定向钻穿越施工,讨论了导致定向钻施工中冒浆的风险因素。
为了将定向钻穿越施工中发生冒浆的可能性降到最低,本文结合定向钻穿越工程,着重对各种潜在的冒浆风险因素进行分析,并制定相应的应对措施,从而有效防止地面冒浆。
1、定向钻穿越施工技术优势传统的管道施工流程会很大地破坏周边环境,定向钻穿越管道施工技术对附近环境的破坏性比较小,并且在施工前已经进行了地质的勘探工作,进行了定向钻孔,不会造成其他构筑物出现裂痕等影响。
这种施工技术其铺设的管道质量也非常高,尤其是在穿越河流时,不会对河流通航、防洪等产生影响。
而且整个施工的工程周期短,工程建设效益比较高,定向钻穿越技术在进行陆地施工的过程中。
并且能够把管道敷设在地下三米以下的地方,所以,没有对道路产生非常大的破坏,若是在江河以下进行穿越,其穿越深度可以达到十米以下,对管道也具有天然的保护作用。
2、冒浆风险因素2.1泥浆压力泥浆在钻孔内流动需要一定的泥浆压力。
当钻孔内的泥浆压力过高并超出钻孔上覆地层所能承受的压力范围时,孔内泥浆将地层压裂,产生贯通的裂缝,泥浆沿着贯通裂缝向上泄漏,地面就会发生冒浆。
这也是导致地面冒浆的根本原因,因此在定向钻穿越施工过程中选择合适的泥浆配比、并要求施工时对孔洞内的泥浆达到合适的压力,显得尤为重要。
2.2孔洞、裂隙地质因素如果穿越路线地质土层中本身存在孔洞(如未封堵的勘探孔),在钻孔内泥浆压力的作用下,泥浆很容易就会通过孔洞泄漏出来,形成冒浆。
另外,如果土层松散或者地下植物根系比较发达,土层中存在裂隙,也会在一定程度上增加了地面冒浆的可能性。
定向钻穿越施工在遇到存在孔洞、裂隙的土层时,往往是泥浆压力还未达到冒浆临界压力时就会发生冒浆,所以需要采取一定的措施对孔洞和裂隙等地质因素进行处理。
大口径管道水平定向穿越的主要风险及其防范(上)摘要:水平定向穿越技术在油气管道穿越河流、湖泊、交通干线、铁路枢纽等障碍和重要区域时具有明显的优越性。
但对设备、钻具较强的依赖性和地下施工的不可视性使其具有更大的风险。
一般来说,管径越大,地质条件越复杂,风险越大。
如果不采取积极有效的防范措施,很难确保穿越的顺利成功.甚至有可能造成巨大损失,带来灾难性的后果。
江汉油建承担并胜利完成了西气东输26标段无锡市境内6条河流的水平定向穿越,积累了一定的大9径管道水平定向穿越的施工经验。
本文就此进行了初步的讨论,以期为大口径管道的水平定向穿越施工提供有益的借鉴。
关键词:大口径管道水平定向穿越风险防范措施1、前言作为非开挖施工技术的重要分支.水平定向穿越要风险(英文缩写"HDD",以下简称"水平定向穿越")技术已广泛应用于地下管道的穿越施工,如穿越河流、湖泊、交通干线、铁路枢纽等障碍和重要区域。
其优点是施工速度快、铺管精度高,具有较好的经济效益和社会效益。
但与大开挖施工相比,对设备、钻具较强的依赖性和地下施工(钻进、扩孔、In)拖)的不可视性使其具有更大的风险。
而且,一般来说.管径越大,地质条件越复杂,风险越大。
如果不采取积极有效的防范措施,很难确保穿越的顺利成功,甚至有可能造成巨大损失.带来灾难性的后果,因此,专家们一致认为,每一次水平定向穿越都是一次全新的考验.都是一次涉险的经历。
西气东输26标段无锅巾境内漕港河、塘河、锡澄运河、锡北运河支流、锡北运河、北兴塘河等6条河流设计要求采用水平定向穿越。
穿越段管道均为Ф1016nm×26.2mm,材质X70。
管道外壁采用3PE防腐。
穿越段地质不均匀.主要为粘土、粉质粘土、粉土和粉砂,间夹部分泥岩或流砂。
穿越的底部深度一般为地表以下18~21m。
江汉油建承担并胜利完成了这6条河流的水平定向穿越施工,对大口径管道水平定向穿越的主要风险有了一定认识,并在防范风险方面取得子初步的经验。
大口径长距离定向钻施工要点分析发表时间:2017-11-22T13:49:44.500Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第16期作者:许立娟[导读] 本文针对大口径长距离定向钻穿越施工难点进行分析并提出解决措施。
中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司河北沧州 062550摘要:随着管道建设业的迅速发展,管径在不断增大,目前D1422管径的管道在国内也进入了尝试、起步阶段,甚至更大管径管道也将逐渐实施、建设。
在国外D1422管径管道的定向钻已经有实施成功的案例。
定向钻穿越技术在国内外已经非常成熟,随着大口径管道的发展,大口径超长距离定向钻的应用也将非常广泛,本文针对大口径长距离定向钻穿越施工难点进行分析并提出解决措施。
关键词:定向钻穿越;大管径;长距离1 大口径长距离定向钻技术国内外发展现状水平定向钻穿越对环境影响小。
不破坏穿越的障碍物,尤其是采用水平定向钻机穿越水域河流时,没有水上、水下作业,不影响江河通航,不损坏江河两侧堤坝及河床结构。
施工周期短、成功率高、安全可靠。
并且随着施工技术的进步,定向钻穿越方式可以顺利穿越的地层越来越多,如粘性土、粉土、砂土和岩石层等。
随着管道建设业的迅速发展,管径在不断增大,目前D1422管径的管道在国内也进入了尝试、起步阶段。
在国外D1422管径管道的定向钻已经有实施成功的案例。
随着管道建设的发展,管道设计施工中遇到超长距离定向钻穿越的可能性却越来越多,因此如何准确、经济、有效的解决大口径超长距离定向钻穿越技术,已逐渐成为管道建设的重要难题。
2 大口径超长距离定向钻的设备、机具选择2.1 钻机的选择大口径超长距离定向钻穿越管道自重较重,并且大口径的扩孔器与地层之间产生的摩阻较大,需要足够大的扭矩和回拖力才能完成逐级扩孔和最终的管线回拖。
合理选择钻机的关键是应准确计算穿越所需回拖力,选择符合要求的钻机。
穿越管段回拖时的拉力按下式计算:2.2 钻具的选择钻杆:在定向钻施工中,钻杆应有足够的强度,以免扭折、拉断,又要有足够的柔性,才能钻出弯曲的孔道。
管道水平定向钻穿越过程的风险分析及防控措施作者:陈兴明来源:《魅力中国》2017年第47期摘要:介绍了管道水平定向钻穿越作业主要程序,运用工作安全分析(JSA)法,详细分析了管道水平定向钻穿越作业过程中存在的主要风险,通过分析,主要风险为塌方、触电、机械伤害、卡钻、管线回拖受阻等风险,针对不同的风险,制定了行之有效的防控措施。
关键词:管道水平定向钻风险分析防控措施1、前言水平定向钻穿越技术是采用水平定向钻机将穿越管线按照设计轨迹通过障碍物的一种非开挖管道安装施工方法,采用该技术进行管道施工,与大开挖施工相比,因主要通过钻具在地下施工的不可预见性使其具有更大风险,同时由于水平定向钻施工设备多、设备复杂、工艺和作业条件复杂等原因,如不采取积极有效的防范措施,很难确保穿越的成功、人身和设备安全,甚至可能造成巨大经济损失和人身伤害。
本文对水平定向穿越施工过程存在的主要风险进行分析,并制定相应的防控措施。
2、管道水平定向钻穿越作业主要程序清障放线、临时道路及场地修筑钻机及配套设备运输钻机及配套设备安装及调试钻导向孔预扩孔管道回拖设备拆除、撤场地貌恢复3、作业过程的主要风险与预防措施3.1 场地修筑的主要风险与预防措施運用工作安全分析(JSA)法分析,场地修筑主要风险有:开挖地锚坑及泥浆池发生塌方;泥浆池渗漏、人员掉入泥浆池;挖断电缆触电;损坏介质管道、光缆等地下设施。
针对以上风险,采取如下防控措施:(1)根据地质情况确定地锚坑及泥浆池的放坡尺寸,并做好安全监护,避免塌方伤人。
(2)按相关方要求在泥浆池底部及四周铺垫防渗布;泥浆池挖好后,四周设置警示牌,并加围挡围护,夜间加强照明,避免人员掉落。
(3)在开挖地锚抗、泥浆池前,施工方应详细了解施工场地的地下电缆及架空电缆等情况,对机械操作手和指挥人员进行交底,并及时采取防止挖断或碰断电缆的措施。
(4)施工前必须调查清楚施工场地有无介质管道、光缆等地下设施,根据地下设施情况,采取保护措施。
水平定向钻质量通病及防治措施水平定向钻质量通病及防治措施水平定向钻是一种应用广泛的钻井技术,用于在地下进行水平、倾斜或曲线井眼的钻探。
然而,水平定向钻施工过程中可能会遇到一些质量问题,下面介绍一些常见的通病及相应的防治措施。
1. 井径偏差过大:原因:井速控制不稳定、井底参数异常等。
防治措施:-加强井底地层调查,提前了解地层物性。
-严格控制井速,保持稳定的施工条件。
-配备高精度导向仪器,减少施工误差。
2. 钻头磨损严重:原因:地层条件复杂、钻具选用不当等。
防治措施:-加强地质勘探,掌握井段地质特征。
-选择适当的钻具材料,提高抗磨损性能。
-根据地层情况合理调整钻具参数。
3. 良好的钻井液循环无法保持:原因:钻井液性能不佳、井底压力异常等。
防治措施:-选择适宜的钻井液体系,保证其稳定性和性能。
-注意调整钻井液密度,保证液柱压力在允许范围内。
-监测井底压力变化,及时调整钻井液参数。
4. 钻井过程中产生堵塞:原因:井壁稳定性差、钻井液排挤效果不佳等。
防治措施:-加强钻井液排挤,防止井壁塌陷。
-配备合适的防塞设备,保持井眼通畅。
-选择适当的井壁稳定剂,提高井壁稳定性。
5. 钻井过程中产生漏失:原因:井口套管等井完结构破损、完井工艺不当等。
防治措施:-严格按照完井工艺进行操作。
-加强对井口套管等井完结构的检查和维护。
-使用合适的封隔材料,加强井杂物的控制。
水平定向钻质量通病的防治需要综合考虑地质勘探、选井设计、钻具材料和工艺控制等方面因素。
通过合理安排施工计划、完善的监测措施以及及时调整施工参数,可以有效降低质量通病的发生率,提高水平定向钻施工的质量和效益。
管道定向钻穿越应急措施为了确保管道定向钻穿越作业的安全和顺利进行,以下是一些常见的应急措施,以应对可能出现的突发情况:1. 管道定向钻穿越前的检查和准备工作:- 对施工现场进行勘察,评估地质条件和环境因素对施工的影响。
- 清理和标识施工现场周围的障碍物和地下设施。
- 确定管道定向钻穿越的进出口位置,并设置安全防护措施。
2. 防止钻头卡住:- 在进行钻井之前,清理井筒并检查井筒内是否有障碍物。
- 监测钻头转速和扭矩,及时发现异常情况并采取相应的措施。
- 在钻井过程中定期检查并更换磨损严重的钻头零部件。
3. 处理井漏和井喷:- 在进行管道定向钻穿越前,应制定相应的井漏和井喷应急处理方案。
- 配备井漏和井喷应急处理设备,并培训作业人员熟悉使用方法。
- 在发生井漏或井喷时,及时关闭钻头,采取控制和处理措施,确保人员安全。
4. 处理地质灾害:- 在施工前对预计的地质灾害进行评估,并采取相应的防范措施。
- 定期检查施工现场的地质灾害预警设备,确保其正常工作。
- 发生地质灾害时,及时采取撤离和救援措施,确保人员安全。
5. 处理设备故障:- 定期检查和维护钻探设备,确保其正常工作。
- 配备备用设备和零件,以应对可能的设备故障。
- 发生设备故障时,及时停止作业,修理或更换故障设备。
6. 应急通信和联络:- 配备可靠的通信设备,及时与其他团队成员和管理人员保持联系。
- 建立应急联络机制,确保在紧急情况下能够迅速协调和行动。
在实际作业中,还需根据具体的项目和地质条件制定相应的应急措施,确保管道定向钻穿越的安全与高效进行。
水平定向钻穿越施工及其风险控制措施研究摘要:水平定向钻法是一种常用的非开挖管道施工方法。
目前它是我国一种快速、精确、对地表影响较小的施工技术,现已在石油天然气、电力、市政等行业得到了广泛的应用。
随着我国管道工程建设水平的提高,我国的定向钻穿越纪录也在不断地被打破。
但随着管道直径和穿越长度的增大,加之管道所处地质环境的复杂性,使得采用水平定向钻法存在着较大的施工风险及安全隐患。
为此,有必要对定向钻穿越工程进行风险管控,对于我国管道工程建设水平的进步提高,具有深远重要的意义。
关键词:水平定向钻;穿越施工;风险管控通过对水平定向钻法的具体应用进行分析,可以看出其具有导向准确、成功率高的优点。
并且,施工过程不会干扰河床,不会影响河床的结构和条件,不会对周边的生态造成影响。
另外,该施工方式不受季节制约,工期相对较短,对提高整个工程的施工进度具有积极良好的较大影响。
从总体上看,水平定向钻穿越施工的优势较明显,因此在当前管道建设中得到广泛重视应用。
1 水平定向钻穿越施工工艺第一个方面,就是如何选好位置,如何布置管道。
在水平定向钻穿越工程中,合理选点,科学布置管道具有重要的实际意义。
根据当前的实际情况,施工现场的准备工作主要有设备安放、管道布置预制两部分。
采用水平定向钻孔管道穿越,由于其占地面积小,与常规铺设安装管道有很大的不同。
在施工过程中,应结合实际情况,综合考虑一系列因素。
在总体要求的基础上,设备位置及管道位置的选取应着重考虑以下几点:(1)设备安放场地位置。
在通常情况下,可以根据50x50m的标准来确定设备位置。
若管道直径较小,则设备位置可选用20×30m的规格。
若遇有大直径管道施工,则需根据70×100m的规格来确定具体位置。
(2)管道布置预制。
在通常情况下,需要将工作场地设置为20×30m。
若遇大口径管道,则其尺寸可调至30×50m。
同时,结合现场地形地貌条件及障碍物的实际情况,可对应采用一次性管道预制回拖及“多接一”管道预制连接回拖的方式进行,预制回拖管道与作业带长度根据施工设计要求,满足后期便于连头施工即可。
水平定向钻的风险规避与故障处理一、背景介绍水平定向钻是在地表以下进行横向钻探的工艺技术,它广泛用于建筑、石油开采和管道建设等领域。
水平定向钻工艺的主要目的是在不破坏地表的情况下,获得探测区域深处的地质信息或完成一些特殊的施工需求。
随着近几年的技术升级,水平定向钻的优势越来越突出,同时也面临着一系列的风险和故障。
本文将深入讨论在水平定向钻过程中可能遭受的风险及故障处理。
二、水平定向钻的风险规避在水平定向钻的过程中,由于地层情况复杂,地下结构不易清晰,因此风险是不可避免的。
合理的风险规避策略可以有效减少事故发生的可能性。
1.地质勘探地下地质环境是影响水平定向钻施工的一个主要因素。
一般来说,水平定向钻的勘探覆盖范围很大,而地势情况和地下地质构造及物理性质往往极其复杂。
因此,在施工前应该全面了解钻探区域的地质情况,准确了解地质特征、地下构造、水文地质情况等详细信息,为制定严谨的施工方案提供有力的支持。
2.安全设计在施工过程中,水平定向钻是需要多次穿越不同的地层,由于地层的复杂性,可能会导致一些人为的排斥或阻碍,增加施工中的风险。
在设计阶段,需要充分考虑地下地质情况、钻具设计、工程安全问题、风险分析等因素,以制定科学合理、安全可靠的施工方案,从而保证施工的顺利进行。
3.操作规范操作规范是关乎施工之间的安全联结,要全程进行严格的安全管理。
技术人员在操作时必须要严格按照施工流程操作,特别是在遇到调整方向、改变指向、加速等特殊情况时,应根据情况及时调整处理,尽量减小风险。
三、水平定向钻的故障处理1.管道损毁在水平定向钻的过程中,管道损毁是一种常见的故障类型。
管道损毁的原因一般有:管道结构失效、地质破坏肆虐、锅炉钻头残留等等。
当出现管道损毁时,施工人员需要立即中止施工,并对破损处进行修复和更换,然后重新恢复工作。
2.设备故障水平定向钻的总成结构复杂,控制系统介入量大,个别零部件的设计和制造质量直接影响到设备的稳定性。
一、定向钻机钻进法铺设地下管道常见事故的分析及预防一、损伤地下设施:1. 表现形式在打导向孔或回拉扩孔或拖管时将地下已有设施损伤,被损伤的多为光缆、电缆、供水管道和排水管道。
2. 原因分析(1)在打导向孔前对施工区域内地下已有设施调查得不够清楚,不知道已有设施的存在或知道有设施但不知其所处的准确位置。
(2)在打导向孔前未对导向仪做探测深度校准,导向仪测深误差大于使用手册上标示的误差值。
(3)导向孔同已有地下设施的距离小于应有的安全距离,扩孔时扩孔钻头避让不开地下设施。
(4)导向孔垂直深度大而导向仪的相对测深能力弱,导向仪显示的深度值误差较大。
3. 预防措施(1)在做地下管线调查时要采取多种方法,既要查看现有管线资料,又要做现场验证,力求弄清管线的准确位置。
(2)在打导向孔前对导向仪做探测深度校准,测深误差不大于手册标示值时方可使用。
(3)在可能的条件下,导向孔同已有地下设施的距离要保证扩孔钻头与其的距离不小于1m。
(4)导向孔垂直深度较大时,换用探测能力强、测深大的导向仪或以计算的方法确定导向孔的深度。
二、拉管中途阻滞:1.表现形式拖拉管时部分管道已入孔,但管道前行至某一位置后因阻力增大而停滞下来,此时有的管道可以拉断,有的已不能拉断,造成管材的废弃或管材和钻具同时弃入孔内。
2.原因分析(1)在砂层铺设管道时,没有使用泥浆或者所使用泥浆的性能不符合规程中规定的要求。
(2)管道(尤其是直径较大的)在孔内前行时,管道排挤的孔内泥浆不能够流出孔外,形成“液压锁”而阻止管道前行。
(3)因设备故障、缺少泥浆、接管等原因造成托管中途长时间停待,孔内水渗失,土粉沉淀而抱管,管道承受的前行阻力明显增大。
(4)边扩孔边拖拉管时,因吸水龙头堵塞或因泥浆泵流量小而使泵入孔内的钻进液量少或无钻进液入孔。
(5)拉管器上有大的钢制圆盘,拉管时泥土堆积在其前面而增大了拖拉阻力。
3.预防措施(1)在砂层铺设管道时必须使用性能符合规程要求的泥浆。
大管径水平定向钻穿越施工危害分析与防范作者:蒋鑫郑渭颖
来源:《中国科技博览》2013年第32期
摘要:本文结合大管径管道水平定向穿越工程施工经验,对大管径管道水平定向穿越施工过程中主要存在的危害进行分析,并制定相应的防范措施。
关键词:大管径管道水平定向穿越导孔扩孔回拖防范措施
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)32-074-01
1、前言
随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强,开挖路面进行各类地下管线施工导致的社会问题,交通问题和环境污染问题已越来越受人民的关注,而采用水平定向钻穿越技术进行管线穿越施工,是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。
但与大开挖施工相比,对设备、钻具较强的依赖性和地下施工的不可预见性使其具有更大的风险。
而且,一般来说,管径越大,地质条件越复杂,风险越大。
如果不采取积极有效的防范措施,很难确保穿越的成功,甚至有可能造成巨大损失。
本文对大管径管道水平定向穿越施工过程主要存在的危害进行分析,并制定相应的防范措施。
2、主要危害分析
根据以往的施工经验,我们认为大管径管道的水平定向穿越主要存在以4个方面的危害:①工程失败;②泥屑涌出地面;③泥浆污染;④钻杆丝扣损坏严重。
3、防范措施
3.1工程失败的防范措施
工程失败的主要结果表现为回拖失败、导孔报废。
其主要原因可能是:①设备不能满足施工需求;②导向孔不符合要求;③扩孔方案不适宜;④管道进孔不顺畅。
(1)设备不能满足施工需求:
水平定向钻穿越施工主要施工设备被就是钻机,所以一定要选择适宜的钻机,通常选择钻机所要考虑的主要参数是最大推/拉力和最大输出扭矩。
计算和实践都表明,管道回拖时的回拖力主要与穿越的地质条件、回拖管段的规格和长度、预扩孔的直径和质量有关。
好的地质条件,预扩孔的质量相对容易保证;回拖管段的规格越大,长度越长,回拖力越大;预扩孔的直径越大,质量越好,回拖力越小。
扩孔的扭矩主要与地质条件、扩孔器直径、扩孔速度和上一
级扩孔的质量有关。
土质的硬度和扩孔器的直径越大,扩孔速度越快,扭矩越大。
上一级扩孔的质量越好,扭矩越小。
在选择钻机时,应综合考虑这些因素。
一般情况下,钻机的最大回拖力应不小于回拖管段自重的1/2;钻机的辅出最大扭矩由钻机的基本性能决定。
同时应认真、定期进行设备的维护保养,确保设备的正常运转,对故障率较高的设备应配备备用设备。
尤其是回拖过程中,如因设备故障,导致回拖过程中断,时间越长,工程失败性越大。
(2)导向孔不符合要求:
导孔是扩孔和回拖的基础。
导向孔的基本控制指标是出、入土角、曲线偏移和造斜段曲率半径。
其中,导孔出、入土角一般比较容易控制,只要保证钻机就位和随钻测量的精确性即可:曲线左右偏移量的控制要求精确的控向技术和熟练的司钻操作;而对大管径管道的水平定向穿越来说,考虑壁厚管材的弹性形变,造斜段的曲率半径应作为导向孔的重要指标加以控制。
地质不均匀或操作不当都可能导致导向孔的局部或大部曲率半径不符合要求。
为此,在正式施工前应详细阅读地质资料。
进行导向孔作业时,应确保穿越曲线的圆滑,防止出现反向弯曲(S弯)。
根据设计规范导向孔的曲率半径R应满足不小于1500D(D为穿越管段外径);同时钻导向孔时,造斜段单根钻杆的角度变化值按下式控制:
△а=360·L/(2·3.14·R)式中:
△а-单根钻杆的角度变化值。
L -单根钻杆的长度。
m;
R-导向孔(穿越管段)的曲率半径。
m;
(3)扩孔方案不适宜
该工序是整个穿越的中间工序,要根据管径大小、地层的差异选择适宜的施工方案,主要包括正确的泥浆配比和适宜的钻具配套。
不同的施工方案,甚至能产生不同的孔道,而孔道是否圆滑,将直接影响到管线能否回拖。
水平定向穿越过程中,当穿越途经的土质不均匀时,即使导向曲线非常完美,由于钻杆、钻具自身重力的作用,土质松软的地方下切比较多,土质坚硬的地方下切比较少,从而造成扩孔后的穿越曲线变成波浪形。
这种波浪形孔道对管道的回拖是极其有害的。
尽可能减弱这种现象的主要措施是选择合理的钻具和钻具组合。
在管道定向钻穿越工程中针对当地的地质条件采用的钻具以切扩式扩孔器和桶式挤扩器为主,一般前三级(26″、32″、38″)直接进行切屑式扩孔,后三级(42″、48″、52″)扩孔采用桶式扩孔器进行挤扩,同时在进行较大的扩孔时在
扩孔器前辅以扶正器,较好地解决了波浪形孔道问题。
经验表明,切扩式扩孔器扩孔后,采用桶式挤扩器清孔整形对确保预扩孔质量有很大的好处。
(4)管道进孔不顺畅:
在以往水平定向穿越施工中,出现扩孔器前钻杆发生断裂的现象。
除地质不均和钻具疲劳原因外,主要是因为管道进孔不顺畅,管道强制入洞后,由于预制管段的弹性形变导致钻具与管段不在一条轴线上,其局部薄弱环节在交变应力的作用发生脆裂。
为防止这种现象的发生,在开挖发送沟时,应尽可能减少入孔角度,使发送沟与管孔自然衔接。
3.2泥屑涌出地面的防范措施
水平定向穿越引起地面裂缝,并伴随大量孔道内泥屑涌出地面,一般只在入土侧(钻机)发生。
其主要原因可能是孔内泥屑堆积过多、局部塌孔、回拖速度过快等;
在回拖过程中穿越预制管段始终被牵引着顺着已形成的曲线孔行进,管道与孔壁的摩擦使回拖力比预扩孔时大为增加。
同时,局部塌孔和孔内残存的泥屑在回拖时会被钻具和管道部分地携带至(钻机)入土端。
当孔顶覆土的厚度不足抵抗回拖力对管孔上部施加的压力,特别是当回拖速度较快时,回拖力对管孔的上部施加的压力加上泥屑对孔壁的挤加就可能使地面产生裂逢,并使大量泥屑沿裂缝涌出。
实际施工中,我们时常可以看到靠近钻机一侧50m范围内的地面上堆积的大量孔道内泥屑,就是最好的证明。
消除这个原因的方法是保证泥浆流量,尽可能的带出残存的泥屑,同时一定要控制回拖速度。
3.3泥浆污染的防范措施
泥浆是水平定向穿越的血液,其主要功能起到润滑、冷却钻头钻具、稳定孔壁和悬浮、携带泥屑。
泥浆的使用贯穿整个穿越过程,是定向钻穿越工程必不可缺的环节,但由于大管径的水平定向穿越,使泥浆使用量非常大,除了出、人土侧两端的泥浆池回收回流泥浆外,穿越沿程的冒浆、跑浆却可能造成耕地和水域污染,如何减少泥浆污染,一直是难以解决的问题。
可以采取的主要防范措施是泥浆池内的泥浆用泵直接返输进泥浆处理装置,经过处理后的部分清浆可以重复利用,弃渣外运至当地有关部门指定的地点存放。
同时加强对穿越沿线巡视,发现由于地层或其它原因造成的跑、冒泥浆,及时控制泥浆压力、采用人工清收或就地控制,并选择适宜的弃浆场所。
3.4钻杆丝扣损坏的防范措施
施工过程中钻杆与主机中心线不在一条轴线上,产生横向偏差和纵向偏差,导致卸扣过程中丝扣损坏。
造成钻杆横向偏差的主要原因是,在导孔时因钻杆自转而导致第一根钻杆入土向右偏移,这将导致整个施工过程中钻杆与主机中心线产生横向偏差,在使用5"钻杆导孔和小管径扩孔时,因钻杆韧性比较好,丝扣磨损现象很少发生,而当在进行大孔径扩孔时,随着扭矩增加需相应的更换强度大而韧性差的6 5/8"钻杆时,这中横向偏差现象就很明显。
消除这种现象的方法:(1)在入土点前用枕木及角铁固定、支撑钻杆,保证钻杆入土前与主机中心线吻合;(2)在导向孔钻进时前三根钻杆应缓慢旋转钻进,避免入土曲线与主机中心线产生夹角.
造成钻杆纵向偏差的主要原因是在进行大孔径扩孔及回拖预制管段过程中,当扩孔器到达入土侧附近时,由于扩孔器及钻具自重,致使地面上悬空钻杆与待拆卸钻杆丝扣产生上下夹角,产生纵向偏差,造成丝扣损坏,消除这种现象的方法:在施工过程中如发生钻杆不顺直的情况,立刻调整主机后支撑高度及入土点前枕木高度,减小与主机中心线的夹角,避免钻杆丝扣的损坏。