定向钻穿越施工作业指导书Word文档下载推荐.docx
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◆提前办理好当地的施工许可手续、相关协议，保证工程开工不受影响；
◆进行现场平面布置以及各种标识、标牌制作。
划分出施工作业区、预制作业带边线，堆土围、穿越中心线和机械设备通道，将各施工机组合理布置在施工作业区中，制作好施工用各种标识、标志牌。
5.2技术准备
◆收集相关的施工标准及验收规，组织有关人员对其进行学习，并贯彻到作业基层。
◆熟悉设计文件、图纸，组织有关技术人员进行施工图纸部会审，若在审中发现疑问应及时收集起来，为设计交底、图纸会审作准备。
◆设计单位进行现场交底，施工单位应全面熟悉设计文件，并做好下列工作：
掌握工程的重点和难点，了解穿越方案；
复查对穿越施工和环境保护影响较大的地形、地貌、工程地质和水文地质条件，制定保护措施；
核对设计文件，会同设计单位现场交接和复查测量控制点、施工测量用的基准点及水准点，定期进行复查；
◆组织专业人员编制定型钻穿越施工组织设计或转向施工方案。
其容至少应包括：
施工方法、场地布置、进度计划、质量计划、人员配备、主要材料、机械设备、电力、运输以及健康安全环境等主要措施容；
进行施工组织设计或专项方案的论证。
针对本工程穿越的特点，组织设计、施工、总承包商、PMC、外聘专家等，论证本方案的科学性、合理性及安全适用性。
◆导向孔轨迹的设计及确认。
定向钻导向孔轨迹设计应包括下列容：
钻孔类型和轨迹形式；
选择造斜点；
确定曲线段的曲率半径；
计算各孔段钻孔轨迹参数。
定向钻导向孔轨迹宜由斜直线段、曲线段、水平直线段等组成。
其设计应根据生产管线技术要求、施工现场条件、施工机械等进行轨迹综合组合。
◆工作坑的设计及实施。
定向钻铺管应根据场地条件、管线类型、管径、材质、埋深、地质条件、既有地下管线分布情况及定向钻施工的设计参数等，确定工作坑的形状、大小和深度。
工作坑支护形式分有钢板桩、钢筋混凝土排桩、喷锚支护及放坡支护等，支护方法和适用条件可按下表选用
表1-1工作坑支护选用表
工作坑支护
适用条件
排桩、喷锚
土质比较松软，且地下水又比较丰富；
渗透系数＞1×
10-4cm/s的砂性土，覆土深度较大时
钢板桩
土质比较好，地下水又较少，深度＞3m时；
渗透系数在1×
10-4cm/s左右的砂性土
放坡
土质条件较好，地下水又较少，深度＜3m时
5.3物资准备
◆组织物资管理人员进行培训，了解本工程相关物资技术要求；
◆编制自购工程材料，加工品计划，并按规定报批。
根据项目部施工计划编写自购材料采购计划，计划编制严细且留有一定的余地，明确自购材料品种、规格、数量、材质和技术质量要求，同时制定物资拉运计划，保证自购物资尽快到达仓库或现场。
◆编制施工所需消耗材料计划，按计划采购。
◆编制物资供应计划、物资管理办法及相应管理性文件。
5.4人员、机具设备的准备
◆EPC或EPC分包商应成立定向钻穿越机组，配备高效的管理人员，选调施工机组组成强有力的施工队伍。
明确施工任务划分，进行施工人员、设备调配。
◆对参建人员进行思想教育，要求每个管理者和施工人员必须树立良好的石油工人形象，尊重当地的风俗习惯。
◆对全体施工人员进行HSE教育，针对本工程施工的地理条件、地理环境的特殊性，教育职工树立“安全第一”的思想意识、环保意识和文明施工意识，同时需注意保护文物古迹。
◆组织各工种的培训、岗位练兵。
组织特殊工种培训练兵，保证特殊工种的持证率达100％。
对拟参加施工的所有司钻、钻杆工、泥浆工、发电工等，进行培训和实际练兵，学习有关的工艺规程和标准。
◆编制本工程所需设备使用计划，按照计划准备运输车辆和机械设备。
自有施工设备进行检修、保养。
根据设备配置计划，分批进行检修、保养，并根据设备情况确定自检、自修或进厂维修。
◆根据施工工艺特点进行工具、机具的制作、安装或改造，编制调机具设备的调遣计划。
6．工程施工
6.1一般规定
6.1.1穿越深度应符合下列规定：
◆穿越河流等水域时，穿越管段管顶最小埋深宜大于河流最大冲刷线以下6m，地层受限情况下，经充分论证后可适当减小管顶埋设深度，但不应小于2.5m。
对防洪等级高的河流，应根据不同的地质类别，适当增加穿越深度；
◆穿越铁路、公路时，穿越管段管顶埋深应符合铁路、公路等相关部门的规定。
6.1.2穿越施工时入土角、出土角的大小控制。
应根据地质、地形条件和穿越管段的材质、管径来确定其大小。
入土角宜为8°
～20°
，出土角宜为4°
～12°
。
特殊情况下，可适当调整入土角、出土角的大小。
6.1.3定向钻穿越的曲率半径应符合设计及规要求。
曲率半径不宜小于1500D，且不应小于1200D。
6.1.4在管道入土端和出土端外侧各预留宜不少于10m的直管段。
6.1.5对出土点或入土点侧含有卵砾石等不适合水平定向钻施工的地质条件时，宜采取套管隔离、注浆加固、开挖换填等措施进行地质改良，应符合下列规定：
◆采用套管隔离不利地层时，钢套管径宜大于最后一级扩孔直径300mm，壁厚选取宜按下式进行初选，应根据强度要求进一步确定壁厚。
套管切削刃应加强。
式中tca——套管初选壁厚（mm）；
F0——夯管锤能够提供的最大夯进力（kN）；
——钢管稳定系数，一般取0.36，当套管经过地层均匀时，可取0.45；
σs——钢管规定屈服强度（MPa）；
Dca——钢套管直径（mm）。
◆采用开挖方法处理不利地层时，开挖完成后宜换填或设置隔离套管，设置隔离套管应符合钻进轨迹曲线要求。
◆采用注浆加固处理不利地层时，加固应沿设计轨迹曲线进行，加固断面不宜小于7m×
7m，轴向加固长度宜伸入较好地层。
6.1.6钻机安装调试应符合下列规定：
◆根据施工场地规划，设备依次进场就位。
◆钻机宜安装在穿越中心线上。
锚固件应安装牢固，地锚抗拉能力应满足钻机最大拉力要求。
◆有线控向系统的调校地点应选在不受磁场干扰的区域。
调校时探头在同一位置宜多次测量，并取多次测量值的算术平均值作为方位角基准值，以确保方位角的准确性。
◆设备安装完成后应进行整体试运转，确保设备工作正常。
◆在条件具备的情况下，应使用人工磁场。
6.1.7钻机场地应符合下列规定：
◆小型水平定向钻机的安装场地一般约为40m×
40m，大型水平定向钻机的安装场地一般约为60m×
60m。
安装场地应根据钻机及附属设备的要求，结合现场条件进行布置。
◆钻机场地应设泥浆池，其大小应根据泥浆用量确定。
泥浆池不宜放在穿越中心线上。
6.1.8管段预制场地应符合下列规定：
◆穿越管段预制场地宜设在出土点附近，在出土点应设一个30ｍ×
30ｍ的钻具操作场地。
◆管段预制场地宜与入土点、出土点成一直线。
穿越管段的预制场地的长度宜为设计水平长度加20ｍ，宽度执行现行标准《油气长输管道工程施工及验收规》GB50369有关规定。
◆若因场地限制预制管段不能直线布置，应在出土点保持不少于100m的直管段，方可采取弹性敷设。
6.1.9定向钻穿越段管道应实施阴极保护并在两端应设置必要的阴极保护检测设施。
阴极保护宜纳入干线阴极保护系统中。
定向钻穿越管段在纳入永久阴极保护系统之前应采取临时阴极保护措施。
6.2测量放线
6.2.1测量放线前，应根据设计给出的控制桩位、设备情况、工程情况、地形地貌等编制施工场地平面布置图。
6.2.2应用测量仪器放出穿越中心线，并确定穿越入土点、出土点。
6.2.3根据穿越入土点、出土点及穿越中心线，确定钻机安装场地、管线侧施工场地、泥浆池以及穿越管段预制场地的边界线，并撒上灰线。
6.3修建地锚坑和排浆池
挖、砌泥浆池（穿越两岸各1个）及地锚坑，泥浆池尺寸需满足施工要求，泥浆池铺土工布，池四周需压实，必要时四周用砖堆砌、钉桩，防止泥浆池塌方。
地锚坑中心线在穿越主管和光缆套管的中心线上，地锚坑尺寸需满足施工要求。
挖泥浆池及地锚坑时要留出足够边坡，确实施工安全。
地锚坑完成后，将地锚放入，用混凝土加固。
6.3穿越施工
6.3.1钻机及配套设备就位
将钻机就位在光缆套管穿越中心线位置上，钻机就位完成后，进行系统连接、试运转，保证设备正常工作。
待光缆套管穿越结束后（先穿光缆套管，后进行主管线导向孔的钻进），钻机拆卸移位至主管穿越的中心位置,两中心线间距需符合设计及规要求。
6.3.2测量控向参数
按操作规程标定控向参数，为保证数据准确，在穿越管中心线的不同位置测取，且每个位置至少测四次，进行对比，并做好记录。
6.3.3泥浆配制
泥浆是定向钻穿越中的关键因素，穿越前需详细收集穿越经过的土质层，为配制泥浆奠定理论基础。
按本次穿越泥浆工艺要求及地质情况编写配制方案，确定正确的混合次序，按不同的地质层配制出符合要求的泥浆。
由于穿越地段地质情况比较复杂，对泥浆的要求比较高，为克服这些不利因素，一般采取以下措施：
1）水源就近取用，用水泵输送至水罐，在水罐中过滤后配浆。
2）按照事先确定好的泥浆配比，用一级膨润土加上泥浆添加剂，配出符合要求的泥浆。
3）一般使用的泥浆添加剂有降失水剂、提粘剂和防塌润滑剂等，而且添加剂应采用环保型添加剂，符合环保要求。
4）为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间，在用量不改变的情况下，一般采取增加泥浆储存罐的数量，比如使用1个配浆罐和2个泥浆搅拌罐。
6.3.4钻机试钻
开钻前做好钻机的安装和调试等准备工作，确定系统运转正常、钻杆和钻头清扫完毕后，严格按照设计图纸和施工验收规进行试钻，钻进1-2根钻杆后检查各部位运行情况，各种参数正常后按次序钻进。
6.3.1钻导向孔应符合下列规定：
◆控向操作应由经过培训合格的人员操作；
控向系统的功能应满足工程的需要。
◆导向孔应根据设计曲线钻进，钻杆折角宜符合表1-2的要求。
◆每钻进一根钻杆宜至少采集一次控向数据。
根据采集的控向数据，及时调整，使穿越曲线符合设计要求。
◆穿越长度为2000m～2400m，宜采用对穿工艺钻导向孔；
穿越长度超过2400m或穿越两端使用套管隔离，应采用对穿工艺钻导向孔。
表1-2钻杆折角表
穿越管径（mm）
每根钻杆最大折角（°
）
4根钻杆累加折角（°
φ325以下
2.1
6
φ377
1.7
5.7
φ406
1.6
5.4
φ508
1.4
4.3
φ610
1.2
3.6
φ711
1.1
3
φ813
1
2.6°
φ914
0.9
2.4
φ1016以上
0.8
2.2
◆导向孔实际曲线与设计穿越曲线的偏差不应大于1﹪，且偏差应符合表1-3的规定
表1-3导向孔允许偏差（m）
导向孔曲线
出土点
横向偏差
上下偏差
横向误差
纵向偏差
±
+1～-2
+9;
-3
6.3.2定向钻对接穿越施工应符合下列规定：
（1）对接穿越施工准备应符合下列规定：
1）施工前应进行现场调查，了解穿越段的地质资料及地下构筑物情况。
2）施工前应详细了解穿越段施工的技术要求与所执行的规及质量标准。
3）施工钻机及配套设备宜提前进行维修保养，施工机具配置应齐全。
4）测量放线，根据设计交底（桩）与施工图纸放出钻机场地控制线及设备摆放位置线，应确保钻机钻杆中心线与入土点、出土点成一条直线。
5）施工场地应进行平整铺垫，主钻机施工场地面积宜为3600m2，辅助钻机施工场地面积宜为1600m2。
（2）安装主施工和辅助施工钻机应符合下列规定：
1）应将施工钻机就位在穿越中心线位置上，主钻机应就位于设计入土侧，钻机就位完成后，应进行系统连接、试运转，保证设备正常工作。
2）应按操作规程标定控向参数，宜在穿越轴线的不同位置测取，且每个位置应至少测四次，进行对比，并应做好记录，取其有效值的平均值作为控向基准方位角值。
3）开钻前应做好钻机的安装和调试等准备工作，试钻1根～2根钻杆后，确定系统运转正常，即可正常钻进。
（3）安装人工交流磁场应在穿越中心线上布置交流线圈，线圈宽度宜大于3倍穿越深度。
（4）主钻机可先进行导向孔钻进，辅助钻机可推迟时间开钻，但应保证两台钻机同时到达对接区域。
（5）两台钻机应分别就位与导向孔的入土点和出土点位置，进行导向孔穿越施工，两钻头相交时，若使用轴向磁铁，两侧钻头的横向偏差和上下偏差均应小于2m；
若使用旋转磁铁，两侧钻头的横向偏差和上下偏差均应小于5m（图1-1）。
图1-1初控示意图
（6）主、辅钻机钻头相距在5m后，主钻机宜在其探头和辅助钻机的旋转磁铁相交并捕捉到装在辅助钻机钻头的磁铁的信号后，根据计算机显示探头与旋转磁铁的相对位置，调整钻头方向，控制主钻机钻头进入辅助钻机钻头的孔，辅助钻机回抽钻杆，主钻机钻头跟进至完成导向孔施工。
（图1-2）。
图1-2精控示意图
（7）每根钻杆的折角应符合表1-2钻杆折角表要求。
（8）对接作业完成后，辅助钻机应继续后退钻头，主钻机钻头应随后钻进，直至主钻机钻头从出土侧出土，完成全部导向孔作业。
（9）对接穿越材料与设备见表1-4。
表1-4对接穿越材料与设备一览表
序号
名 称
规 格
单位
数量
备 注
钻机及配套设备
大型
套
2
中型或小型
泥浆回收装置
4
钻头
9-1/2〞
5
探头
目标磁铁
7
P2软件
8
控向线
10㎜2
米
穿越长度×
9
交流磁场线
2.5
6.3.3扩孔应符合下列规定：
（1）最终扩孔直径应根据不同的管径、穿越长度、地质条件和钻机能力确定。
一般情况下，最小扩孔直径与穿越管径的关系应符合表1-5的规定。
表1-5最小扩孔直径与穿越管径关系表
穿越管段的直径（mm）
最小扩孔直径
<
219
管径+100mm
219～610
1.5倍管径
>
610
管径+300mm
注：
管径小于400mm的管线，在钻机能力许可的情况下，可以直接扩孔回拖
（2）扩孔宜采取分级、多次扩孔的方式进行；
在地层条件及辅助设备允许的情况下，可适当减少扩孔级次。
（3）扩孔过程中，如果发现扭矩、拉力较大，可采取洗孔作业；
洗孔结束后，再继续进行扩孔；
扩孔结束后，如果发现扭矩、拉力仍较大，可再进行洗孔作业。
6.3.4回拖应符合下列规定：
（1）回拖前，应完成下列事项：
1）连接前应用泥浆冲洗钻杆，确保钻杆无异物。
2）连接后应进行试喷，确保水嘴畅通无阻。
3）旋转接头应注满油，旋转应良好。
4）回拖前应对钻机、泥浆泵等设备进行保养和小修。
5）应进行防腐层外观及漏点检测。
（2）管段回拖时，如果管径大于40″的情况下，宜采用浮力控制的措施。
（3）回拖宜按下列要求采用发送沟或发送道的方式发送。
1）采用发送沟方式时应符合下列规定：
a在回拖前，应将穿越管段放入发送沟。
发送沟应根据地形、出土角确定开挖深度和宽度。
一般情况下，发送沟的下底宽度宜比穿越管径大500mm。
b管道发送沟应注水。
一般情况下，管沟最小注水深度宜超过穿越管径的1/3。
c采取措施，使管道入土角与实际钻杆出土角一致。
2）采用发送道（托管架）方式时应符合下列规定：
a根据穿越管段的长度和重量确定托管架的跨度和数目。
b托管架的高度设计须满足预制管段弯曲曲率的要求。
c托管架的强度、刚度和稳定性应满足要求。
（4）回拖钻具连接的顺序宜为:
钻机→钻杆→扩孔器→旋转接头→U型环→拖拉头→穿越管段
（5）回拖时宜连续作业。
特殊情况下，停止回拖时间不宜超过4h。
6.3.5定向钻穿越施工完毕后宜按照有关规规定的方法，对穿越段外涂层电导率进行测试；
测试宜在穿越完成15d后且穿越段管线与主管线连接前进行。
6.3.6定向钻穿越段外涂层电导率检测结果应按照表1-6进行评价。
新建管线穿越段防腐层标称电导率λ（即土壤电阻率为1000Ω·
cm时的防腐层电导率）不应大于200μS/m2或防腐层绝缘电阻R不应小于5000Ω·
m2，若测试结果λ大于200μS/m2或R小于5000Ω·
m2时，应对穿越段管道附加阴极保护措施。
表1-6防腐层标称电导率λ与防腐层质量比照表
标称电导率（μS/m2）
防腐层绝缘电阻R（Ω·
m2）
防腐层质量评价
λ≤100
R≥10000
优
100<
λ≤200
10000＞R≥5000
良
200＜λ≤1000
5000＞R≥1000
一般
λ＞1000
R<
1000
差
6.3.7施工完毕后，应清理场地，恢复地貌。
6.3.8泥浆应符合下列规定：
（1）根据不同的地质条件，应在泥浆实验室试配并确定不同的泥浆配方。
（2）在施工过程中，应根据地质情况和钻进工艺，调整泥浆的配方和泥浆的性能。
（3）在整个施工过程中，泥浆宜回收、循环使用。
（4）泥浆粘度的现场测量宜用马氏漏斗，每2h测量一次。
泥浆粘度应根据地质情况决定，也可按表1-7确定。
表1-7泥浆粘度表（s）
泥浆性能
地层类型
松散粉砂、细砂及粉土
密实粉砂、细砂层和砂岩、泥页岩
花岗岩等坚硬岩石层
中砂、粗砂、卵砾石及砾岩层
黏性土和活性软泥岩层
马氏漏斗粘度（s）
60～90
50～60
40～55
80～120
35～50
塑性粘度PV（mPa·
s）
12～15
8～12
15～25
6～12
动切力YP（Pa）
＞10
5～10
5～8
3～6
表观粘度AV（mPa·
12～20
8～15
20～35
静切力G10S/G10min（Pa）
5～10/15～20
3～8/6～12
2～6/5～10
2～5/3～8
滤失量（ml）
10～20
pH
9.5～11.5
9～11
6.4环境保护及泥浆处理措施
6.4.1穿越场地，应设置移动垃圾筒和移动厕所，保持场地清洁，防止污染当地环境。
6.4.2在定向钻施工前，先配制一定量的泥浆，并将泥浆样本送到当地环保部门进行化验，符合要求后方可使用。
达不到环保要求时要更换泥浆用料，并重新配制泥浆进行化验，直到配制出符合环保要求的泥浆。
6.4.3钻机场地与焊接场地的泥浆处理。
1）在钻机场地和焊机场地各挖一个排浆池，收集储存返回的泥浆，用泥浆回收装置将泥浆池中的泥浆回收再利用。
2）根据不同的地质情况和施工中的返浆情况，进行泥浆回收作业时要采取各种必要的措施，保证回收泥浆的质量，回收返回泥浆时分离出来的泥沙等要有专门的堆放场地。
3）定向钻穿越施工完成后，租用泥浆车将剩余泥浆和回收返浆时分离出来的泥沙运送到当地山垃圾填埋场，晒干回填或作耕作土用。
4）剩余泥浆外运时使用密封好的灌车运输，防止运输过程中泥浆洒落到路途上。
6.4.4在入、出土点以外有泥浆漏失时，先挖泥浆坑或围堰进行收集，穿越结束后拉运到指定排放场地排放。
6.4.5穿越施工钻孔、扩孔及回拖作业进行到河流水位线较浅的位置时，要控制泥浆的压力，避免因压力大造成泥浆漏失到河道。
6.4.6钻机场地的油罐区域使用砖墙进行隔离，油罐的进油口和出油口要采取防护措施，油罐底座为托盘形状，防止加油或放油时有油洒落到场地污染环境。
6.4.7钻机发动机、泥浆泵发动机、发电机等在加油时，要防止油品洒落地面污染环境。
6.4.8施工中产生的工业垃圾要和生活垃圾分开存放，并运送到指定处理场所。
6.4.9固定钻机的地锚可以采用钢管桩代替混凝土浇注，同时在修筑施工便道和施工场地时使用土工布，将施工对耕地的影响降低到最小。
7．定向钻穿越工程验收
7.1一般规定
7.1.1EPC分包商应由质检人员对穿越质量进行检验，自检合格后上报EPC、外输管理部、PMC等，对穿越质量进行监督、检查和验收。
7.1.2铺设后管线纵、横断面位置应符合设计要求。
7.1.3定向钻铺设光缆、油气管道等不同材质的管线时，应按相应管道的要求进行验收。
7.2试验与检测
7.2.1复测导向钻孔起迄点的平面位置和高程。
7.2.2导向孔轨迹测量应采用导向仪随钻测控深度、顶角、方位角、工具面向角等基本参数。
7.2.3实钻导向孔轨迹应符合设计轨迹要求，偏差应在设计允许围。
7.2.4配制泥浆现场检测应包括下列容：
◆采用PH值试纸检测配浆用水的PH值；
◆采用泥浆密度计或泥浆密度秤检测泥浆密度；
◆采用马氏漏斗检测泥浆粘度；
◆采用气压式失水仪检测泥浆失水量。
8．定向钻穿越常用验收表格
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