大口径管道定向钻对穿工程设计优化与施工

西气东输二线泾阳泾河穿越是目前我国管径最大的管道长距离定向钻对穿工程,穿越地层主要为卵石层、粉砂层及粉质黏土层。在φ1219大口径钢管穿越设计中采用"大开挖深基坑埋管+长距离夯套管+定向钻对穿"的组合穿越方案,并在施工中实现了优化扩孔器组合、调整泥浆性能、使用推管机协助管道回拖等多种技术创新,成功解决了两岸厚卵砾石层穿越,河床高硬塑性粉质粘土层扩孔时卡钻、抱钻以及管道回拖卡管等施工技术难题,可供类似管径定向钻穿越工程参考。     

长距离复杂地层水平定向钻穿越管道施工技术

外钓岛—册子岛水平定向钻穿越管道工程穿越曲线超长,地质条件极为复杂,施工难度很大。通过对穿越管道工程特点及施工难点的分析,在导向孔钻进、扩孔工艺及泥浆控制等方面采取技术措施,解决了超长距离导向孔施工钻杆的失稳问题,以及长距离管道回拖中存在的钻机推力过大、管道易损坏等施工难题,实现了外钓岛—册子岛海底管道的定向钻穿越。     

管道定向钻穿越河流施工风险控制

由于施工条件复杂,导向孔钻进、管道扩孔及回拖过程存在不可见性,定向钻穿越施工时经常出现冒浆、卡管、钻机故障等作业风险,一旦控制措施失当,会对整个工程施工产生较大的负面影响。结合某天然气管道定向钻穿越河流施工,讨论了影响定向钻施工的各种风险因素,并针对潜在的风险源,制定了详尽的风险控制措施,主要包括：优化施工工序,优选钻具组合,确定与其地质条件相适应的泥浆参数,严格进行钻进轨迹控向,采取卡管风险削减措施等,成功穿越了地下粗砂层,避免了钻机推拉力不足、抱管及大面积冒浆等现象的发生,保证了定向钻施工作业的顺利实施,为今后类似工程的施工提供了参考。（图1,表1,参6）     

新型液体环氧涂料在PE层划伤修复中的应用

在管道定向钻穿越的回拖过程中,针对抢修聚乙烯涂层的连续性长距离严重划伤问题,对比分析了热缩带修补方案和新型双组分液体环氧涂料修补方案,结果表明,在材料成本、抢修时间、使用效果等方面,新型双组分液体环氧涂料方案均优于热缩带修补方案。     

水缆同步回拖技术在岩石定向钻中的应用

西气东输二线东段管道沿线地质复杂,为了解决定向钻穿越施工问题,针对西气东输二线锦江定向钻穿越现状,采用水下光缆与主管道同步回拖技术进行施工.结合工程实例,阐述了水缆的选择、光缆固定方式、定向钻成孔质量控制、应力释放与缠绕、风险预测及防范措施等,对施工中光缆的受力情况进行了分析,其设计回拖力为6.894 kN,仅为主管道回拖力的1.19％.水缆同步回拖技术在该工程的成功应用,在国内尚属首次,有效缩短工期约20％,施工成本比传统穿越钢套管降低约80％.该技术可以有效应用于穿越岩石等复杂地质结构,具有较好的经济效益和社会效益以及较高的推广价值.     

钱塘江定向钻一次穿越的应力分析

通过对镇海炼化－杭州康桥成品油管道定向钻穿越设计进行动态模拟计算，建立了钱塘宽定向钻穿越钻导向孔，预扩孔，管段回拖三种工况的数学计算模型，通过有限元的分割计算，得到穿越过程中每个节点的受力状况，从而为钱塘江定向钻穿越设计提供了理论依据，确定了钱塘江定向钻一次穿越2308m顺利完成。     

地质条件对定向钻穿越的影响与应对措施

在长输油气管道工程设计中经常遇到黄土塬、游荡性大型河流、山体等不同地形地貌,如砾砂、卵石层、溶蚀性地层等多种地层条件及其组合。针对不同地形、地貌条件,对穿越曲线设计和泥浆工艺设计进行分析,结果表明:穿越曲线设计是定向钻穿越成功的基础;结合地形、地貌,设计具有针对性的穿越曲线是实现穿越工艺方案的关键;根据定向钻穿越地层的不同地层结构岩性,设计具有针对性的泥浆配比工艺参数,可以有效降低卡钻、抱钻及回拖阻力过大等风险;定向钻穿越时,灵活应用定向钻的单边钻、对向钻、水平钻穿越组合技术手段可解决传统技术手段难以解决的问题。     

大口径管道定向钻穿越复杂地层的设计与施工

西气东输二线举水定向钻穿越工程中,采用原定向钻单穿设计方案施工时,管道拖至覆盖层与岩层交界面处时受阻致使回拖失败。按照顺气流方向向右平移10m后重新进行穿越,实施对穿方案,并在原设计方案的出土端采用开挖、夯套管及注浆加固处理松软覆盖层的方法,最终成功穿越。分析首次穿越失败原因:未加固覆盖层、穿越管径过大以及扩孔器较重等因素共同作用导致扩孔时出土端覆盖层下沉,覆盖层与岩石交界面处形成台阶,使管道回拖卡阻。总结施工经验,在大管径定向钻穿越软硬交错复杂地层的设计与施工中,务必加固上部覆盖层,且扩孔、修孔、洗孔、回拖过程应连续进行,在特殊情况下,停止回拖时间不宜超过4h。     

定向钻穿越回拖管道径向变形原因分析

针对庆铁老线嫩江定向钻穿越回拖时管子发生径向变形问题,对管子变形、设计参数和施工过程进行了分析,认为设计选取的管子壁厚偏薄以及施工中可能存在不可预见的外力等因素是造成管子变形的主要原因,指出应根据穿越的深度和地质情况,采取增加管子壁厚、限制回拖的泥浆压力等措施,以确保管道设计的安全可靠。     

川气东送管道工程长江穿越

川气东送管道穿越长江7处,总长15.3 km.通过分析管道穿越方式和选择穿越方案的技术要点,最终基于不同穿越点的地理位置、地质情况和技术难点,分别采用了盾构隧道、钻爆隧道及定向钻穿越方式.其中:南京定向钻长江穿越,创长输管道定向钻穿越长江最长和管径最大的世界纪录;忠县长江隧道穿越创长输管道过江隧道净空断面最大的国内纪录...     

One-Pass水下管道检测系统在定向钻穿越管段中的优化应用

为保证穿越河流管段的正常运行,需要定期检测管道埋深.针对定向钻穿越大埋深管道检测过程中电磁信号不稳定导致检测结果不准确的问题,通过改变不同埋深穿越管段的电磁信号校准方法,对One-Pass水下管道检测系统进行优化,提高其在定向钻穿越管道检测中的检测精度.结果表明:利用优化后的电磁信号校准数据计算得到的结果与实际情况的符...     

定向钻穿越引发的环境地质问题机理分析

定向钻穿越技术自20世纪80年代引进以来，在管道穿越方面得到了广泛采用，到目前为止，已成功穿越大小河流上百条。随着大口径长输管道的兴建，定向钻穿越在某些特殊的工程地质和水文地质条件下，有引发塌陷坑、地面沉降和管涌等环境地质问题的潜势，为此，对可能产生这些环境地质问题的机理进行了分析。     

小型定向钻现场穿越试验及应用

在公路,铁路,河流及其它障碍物下敷设地下管道时,采用常铁挖沟埋管法施工难度较大,由中国石油天然气管道科学研究院最新研制的ＤＺ－１小型定向钻为各类地下管道的敷凤提供了一种先进的方法,该设备采用高压射流钻井工艺,具有钻进效率高,钻具结构简单,设计合理等特点,在两次现场试验中,成功了实钻了三眼定向孔,介绍了现场试验和实际应用情况。     

滩海油气管道敷设方法

介绍了滩海区域油气管道的施工方式,即牵引法、铺管船法和定向钻法,分析了这三种施工方法的分类、特点和施工步骤。指出滩海管道施工方法,应根据不同工程的具体情况,综合考虑滩海的海况和地质状况,以及各种施工方式的效率、经济性和安全性等,选择一种或几种较合适的敷设方法。     

长吉输油管道松花江穿越卵石层设计方案

分析了长吉输油管道松花江段工程水文地质情况,通过对定向钻穿越与隧道穿越方案进行比较,确定松花江穿越工程采用顶套管隔离卵石层的方法进行定向钻穿越.从穿越层位的选择、出入土点的选择、设计参数的确定、穿越技术措施以及卵石层穿越设计等方面介绍了穿越施工的设计及施工要求,为管道穿越卵石层的设计提供了宝贵的经验.     

水平定向钻回拖减阻配液量计算模型

在水平定向钻穿越管道回拖施工过程中,泥浆对回拖管道产生的剩余浮力经常造成管道与孔壁挤压接触,从而导致管道回拖摩擦阻力增大,进而影响到工程实施的成败.对回拖管道的受力情况进行研究,主要方法是建立管道在弯曲段和直线段的受力模型并进行分析计算.提出了配液量随管道回拖时间变化的函数关系式,实现了大口径管道在回拖过程中配液量的动态调节.在工程案例分析中,利用该函数关系式的计算结果可以达到平衡泥浆对管道产生的剩余浮力、减小管道回拖阻力的目的,进而为管道回拖的施工环节提供充分的理论依据.