城镇天然气管道水平定向钻穿越河流施工要点全套.docx

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1、城镇天然气管道水平定向钻穿越河流施工要点1工程概况某天然气管道设计压力为4.0MPa,采用水平定向钻方式穿越浙赣铁路北侧两条河流，基本情况如下：穿越曲线参数。入土角9。，出土角8;穿越管段曲率半径770m,两端预留直管段长度13mo管材：D508ll.l的L415MB双面埋弧焊直缝钢管。土质情况：根据地质勘探报告，穿越段地层结构第一层为耕表土（Q4pd）,第二层为粘土混砾卵石（Q3dI+el）,第三层为强风化岩层（Q4dlel）o穿越地段地层中粘土混砾卵石层最厚，地表结构复杂，因此施工难度较大。2施工准备阶段控制要点2.1 地质勘探和地下管道探测在工程施工前应委托地质勘探公司对沿线进行地质勘探

2、，并对地质情况变化过大的地方加密勘探。地质勘探报告是制定施工方案的重要依据。利用管线探测仪探测金属管道，用探地雷达探测非金属管道，对水平定向钻穿越管道路由左右两侧各50m处的地下管线情况进行摸排，避免水平定向钻施工对第三方管道造成破坏。2.2 施工机具和设备按照实际的地质勘探、地下管线探测情况编制施工方案/确定水平定向钻施工机具和设备。根据本工程穿越段的地质、管径、长度情况，同时考虑到钻机进场道路土质较差，不利于轮式设备进场，因此采用履带式钻机。为了保证钻进可靠性，钻杆采用优质合金钢，并具有较小的曲率半径。3施工控制要点3.1 根据地质情况采用适当的施工措施调整好入土、出土角度，根据地质特点和

3、管道长度选取合适的钻具。遇到硬质岩石时，选取岩石扩孔器，它是由35个牙轮钻头组成，中间布有水眼。用牙轮切削岩石，用水眼清洗牙轮。在入土点处遇到圆砾层或岩卵石层，采用套管隔离。首先基于钻杆入土角和轴线位置，用挖掘机挖一个长宽都为5m,深2m的基坑，埋入符合扩孔直径要求的钢套管短节。再用夯管锤锤击套管，如果套管较长，可在锤击后接长套管，直至下伏基岩上,并将套管击入基岩部分。然后用人工或螺旋取土器取出钢套管内的土和卵石，严格按控向系统调校程序进行调校。在本工程施工中，采用套管隔离完成入土点处圆砾层或岩卵石层施工，解决该处成孔困难的问题，保证后续定向钻施工的顺利进行。所有设备安装调试及泥浆配制完成后启

4、动钻机进行试钻。试钻时检查钻头水眼是否堵塞，若无堵塞则继续钻进。采用无线导向，根据设计曲线钻导向孔，并根据管径确定每根钻杆的折角，实时跟踪测量，并做好记录。在穿越曲线上每隔3m（平均单根钻杆长度）左右设置数据控制点，每钻进1m记录钻头位置参数，以此控制导向孔的钻进轨迹。3.2 防腐层质量控制防腐层管道采用环氧粉末涂层+3PE（挤压聚乙烯）加强级医腐层,防腐层厚度为3.2mmo定向钻穿越防腐层外防护本工程采用环氧玻璃钢防护层对防腐层进行保护。聚乙烯防腐层抗划伤能力差，采用环氧玻璃钢防护层可以提高防腐层的完整性,提高管道的整体抗划伤性和耐磨性。补口采用环氧混凝土涂料作为穿越管段补口的外防护层，外防

5、护层结构为双层熔结环氧粉末+环氧混凝土涂料。双层熔结环氧粉末涂层厚度通常只有Imm左右，在硬质地质条件下，仍存在防腐层破损风险。因此,在双层熔结环氧粉末外层增加了一层环氧混凝土涂料。环氧混凝土涂料与双层熔结环氧粉末间具有良好的粘结强度，提高了外防护层整体的完整性，同时也降低阴极保护电流需求。3.3 焊缝质量控制穿越段钢管焊缝采用100%超声波检测、100%射线检测。所有带裂纹的焊缝应从管道上切除。焊缝出现的非裂纹性缺陷，可直接返修，焊缝返修应符合焊接工艺规程。焊缝在同一部位返修不应超过2次，根部应只返修1次，返修后，应按原规程检测。3.4 管道回拖控制3.4.1 确保回拖时管道防腐层不被损坏的

6、措施采取发送沟蓄水漂管、发送架及吊机送管等方式，避免管道与地面直接接触。管道入孔前与地面的接触部位应进行润滑。泥浆配比随不同地层情况变化，在回拖时对泥浆配比进行处理,控制泥浆的粘度、压力、流量以及各种添加剂的选用，使之具有良好的流变性，保证有较强的携带钻屑能力、较低的摩擦系数、良好的润滑性能，才能保证回拖顺利进行。本工程地层以圆砾层或岩卵石层为主，地层中颗粒、散块之间缺乏胶结，孔壁易塌，易埋挤、卡死钻具及管道，因此，泥浆配比主要在于提高泥浆粘度和切力。3.4.2 保证天然气管道回拖顺利的措施管道回拖前对钻机、钻头、钻杆及泥浆配套系统等设备进行全面检查及维护保养，确保钻机及其动力传动系统性能优良

7、，运转可靠。泥浆泵循环系统通畅，压力能够满足回拖管道的要求。对钻杆、切割刀、扩孔器等钻具进行探伤检查（X光检测等），确保钻具无龟裂情况，强度满足回拖的相关要求。开挖发送沟管道回拖前，从出土点开始，向入土点方向开挖长56m、宽1.5m、底比管道敷设位置深1.5m左右，与穿越轴线相一致的发送沟。在回拖过程中，使管道在自重作用下通过自然弹性弯曲顺利进入发送沟，减小管道的回拖阻力。为回拖过程中管道的稳定，向发送沟内注入水，注水前要检查有无石子等杂物，水面高度最少要达到回拖管道外直径2/3处，以便于悬浮管道，减小回拖阻力。采取扩孔器直径为穿越管道外直径L3倍（660mm）,进行扩孔。扩孔之后,将扩孔器与

8、管道连接，然后进行回拖。在回拖时钻具连接要迅速，尽量缩短钻具在孔内的停滞时间，使泥浆能在孔壁形成一定力学强度的泥皮，维护孔壁稳定，确保穿越成孔圆滑、成型，并防止泥浆漏失。3.4.3 钻具安装顺序回拖铺管钻具最优安装顺序为：钻机一钻杆一扩孔器一旋转接头一U型环一拖拉头一穿越管段。回拖钻具安装顺序是保证三利回拖、减少回拖阻力的关键。3.4.4 防腐层质量检查为了保证已焊管道在回拖过程中状态良好,应进行防腐层外观及漏电检查。检查已焊管道防腐层是否出现明显的外观破损，并使用柔软物品进行遮盖，防止防腐层暴晒老化。回拖前应使用电火花检测仪对管道进行检漏，无漏点为合格，对防腐层损伤部位进行及时补伤。3.4.

9、5 回拖过程监控在回拖过程中监控回拖力、扭矩、回拖转速等工艺参数以及回拖轨迹，以确保回拖能一次性整体完成。特殊情况下，停止回拖的时间不宜超过4ho3.4.6 扩孔清孔完成后注意事项扩孔完成后首先对回拖管道进行全面检查，确认孔内干净，没有较大角度的台阶，经内壁检查合格后，根据现场情况采用发送沟回拖管道。3.5 泥浆配比泥浆的主要材料为膨润土，泥浆的配方是水平定向钻穿越施工的决定性因素。泥浆的配方取决于扩孔、导向时所面临的土壤、地质状况。实际施工过程中所面临的土质界限并不明显，可能变化很大或多种土质混合出现。因此，没有哪一种泥浆在任何土质中都是最好的，只能根据地质实际情况进行配置。根据地层情况和GB504242015油气输送管道穿越工程施工规范,本工程泥浆性能参照该规范第6.3.8条关于粘性土及中砂、粗砂、卵砾石及砾岩、破碎岩层的要求确定。3.6 通球测径和阴极保护通球测径管道回拖完成后，进行了管道通球测径检验，确保管道椭圆度合格。阳极埋设由于本工程使用牺牲阳极阴极保护，因此，在定向钻出土点、入土点处加装两组镁阳极包。安装测试桩为了有效检测牺牲阳极的防腐效果，在出土点、入土点处设置测试桩。