水平定向钻施工技术规程 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/24 11:11:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

5.4 工作坑

5.4.1 定向钻铺管虽然可以不开挖路面,可以穿越障碍物,但一般情况下还需要开挖起始工作坑和出口工作坑。起始工作坑是定向钻铺管的始发地,有时候还是放置机具设备的场所。出口工作坑,也叫接收坑,是确定定向钻的钻头出土位置,回拉管线入孔的场所,同时也为满足施工过程存积泥浆和从孔内排出的渣土的需要开挖工作坑。 5.4.2 工作坑的形状一般呈矩形,有时根据施工需要开挖成其他特殊形状。根据地层条件和深度决定对工作坑支护方式。在确定安全施工的前提下,选用放坡支护。工作坑的支护方式应符合《建筑基坑支护技术规程》JGJ120中的有关规定要求。

5.5 回拉力计算及定向钻机选择

5.5.1~5.5.2 拉管过程必须配浆施工。泥浆的另一个重要作用就是在回拉就位时可降低生产管壁和孔壁之间摩擦系数,从而提高拉管的成功率和降低扭矩与回拉力。根据回拉力计算值的1.5~3倍来选择定向钻机。

6 工程施工

6.1 一般规定

6.1.1 本条为了确保工程质量与安全生产,必须尊重设计。 6.1.2 施工组织设计是为完成工程项目的一个详细、完整的施工作业综合指导书,对施工技术方案选择的合理性、可靠性、先进性及经济性进行全方位的详细论述。同时还应说明施工进度计划、工程质量目标和保证措施 、环保措施、文明施工及安全生产措施等内容,确定项目管理体系为确保工程质量和工期提供有力保障。建设、监理应对施工组织设计进行审查、批准。根据技术交底内容,共同把好工程质量关,同时防止误工、返工、经济浪费等不良现象。 6.1.3 本规定要求各种施工材料质量合格,证明齐全。

6.2 定向钻铺管钻机

6.2.1 定向铺管钻机(有人亦称导向铺管钻机)是先钻进一个小口径的导向孔,随后扩孔和回拉铺设生产管。国际上通常将钻机的给进力或回拉力的大小分成小、中、大型钻机。由于小型钻机钻进采用的钻孔轨迹测量、控制技术手段与中、大型钻机不同,所以有人将铺设小管径、短距离的小型定向钻机称为“导向钻进”。而能铺设大管径、长距离的中、大型钻机称为“定向钻机”,其实两者之间并没有非常严格的区分界线。

6.3 定向钻铺管施工

6.3.1 本条规定了设备安装应符合要求的基本条件,旨在机械功能

的正常使用,并按设计轨迹完成施工任务,减少设备、钻具的磨损和损坏。

6.3.2 导向系统的配置,首先是功能和适用条件。手持导向仪可测量导向钻头的顶角、深度、工具面向角、方位角及温度等基本参数;由三部分组成:孔内探头、地表手持式接收器和同步显示器。深度测量目前已能达到10~20余米。但在某些条件下手持式导向仪显的不太方便和不能满足施工要求。如穿越高速公路、河流就多采用有缆式和电磁式随钻测量系统,它依靠电缆传输孔底信息,增加深度测量能力,可达30~60余米。电磁通道无缆随钻测量仪是以电磁波传输信息,系统测量精度高,测量孔长范围300m,可用于300m以内的定向钻进使用。有缆式随钻测量系统,其测量长度可达千余米。 6.3.3 本条规定是根据导向钻进原理确定孔底钻具组合形式。

定向钻进导向孔大多数使用一种泥浆射流辅助切削钻具,钻头通常带有一个斜面,钻头胎体内装有探头(发射器)。导向孔成孔有二种方式:干式和湿式成孔。干式成孔时由挤压钻头、探头室靠挤压成孔,不排土。湿式成孔由水射流钻头探头室靠高压水射流切割土层,辅以钻头顶进或旋转钻进成孔。

根据不同的地层条件,选择不同的孔底钻具组合形式。在松软的土层中,孔底钻头应选用带喷咀的切削钻头;在硬岩或卵砾石地层中孔底钻头应采用刮刀钻头,牙轮钻头或金刚石钻头。长距离水平定向钻进时,特别遇到硬岩或卵砾石,钻杆与孔壁之间的摩擦阻力很大,一般应采用套洗钻杆的方法进行导向钻进。

6.3.4 对不同的地层条件,采用不同的导向钻头或造斜“斜面”尺寸,以适应导向要求和较快地实现方向控制,提高钻进效果。 6.3.5 钻杆的选择由钻机的大小和类型、钻孔设计类型和地层条件等综合确定。足够强度的钻杆才能承受钻进扭矩和回拉机械负荷,钻杆的直径和壁厚对钻孔弯曲半径有影响,大直径钻杆不能进行短距离弯曲,钻杆直径越小,弯曲越容易。因此使用应根据钻杆强度,选用钻杆曲率半径。另外正确使用可延长钻杆的使用寿命和达到安全施工的目的。

6.3.6 本条规定了导向孔施工中应注意的问题和采取的必要方法。导向孔施工是工程的重要阶段,它决定生产管铺设的最终位置,其重要的施工环节是钻孔轨迹的监测和控制。随钻测量的顶角、方位角及工具面向角,由简单的几何计算方法计算出测点的空间位置,并随时进行调整,以确保导向钻孔沿设计轨迹施工。

6.3.7 扩孔的目的是将孔径扩大至能容纳所要铺设的生产管线大小要求,最终扩孔直径大小应根据地层条件和生产管道类型确定。实践经验告诉不是孔扩的越大越好。根据终孔孔径、土层条件、设备能力扩孔可一次完成或分多次完成。

6.3.8 本条规定了在扩孔施工过程中,扩孔钻头上面的小眼必需喷浆正常,旨在避免发生孔内“卡钻”现象,影响生产。

6.3.9 为保证扩孔工序正常开展,提倡按照设备制造商提供的不同直径大小的扩孔钻头逐级扩孔。

6.3.10 扩孔钻头的选择应和土层条件相适宜。因为它直接影响到扩

孔效率和孔壁保护。为减少孔内摩擦力和增加扩孔钻头对岩土的破碎能力,应配浆泵入孔内施工。

6.3.11 “洗孔”通俗地讲,就是用不同的处理方法消除孔内不正常现象,从而消灭孔内事故隐患,避免导致施工失败。

孔内不正常现象大致有:地层破碎、裂隙(空隙)发育,发生泥浆泄露、孔内遇障碍物(卵石、块石、卵砾石层、木头及废弃的地下构筑物等)、钻孔发生塌孔现象、泥浆环流中断产生“液压锁”、选择的钻头和地层不配套等。这些现象都可能导致钻机扭矩、拉力发生明显变化,必须通过洗孔后,再继续扩孔钻进。

6.3.12 为使生产管能顺利拉入孔内,管道的入土角和导向孔钻杆的出土角应相一致,避免两角度相左,造成刮孔和增大摩擦力。为确保拉管过程顺利进行,应采取三条措施:清理一遍(或多遍清理)钻孔,使孔内保持通畅;抓紧时间、一气呵成;检修保养机具,处于最佳运作状态。

6.3.13 开挖生产管入孔的发送沟(道)或设置钢托架都是使管道能顺利进入孔内。往管内注水,适当增加管材重量,可抵消由于浮力造成过大的孔顶摩擦现象,降低拉力。往生产管内加大气压,可以克服生产管周围的环形空间内由于泥浆压力引起的对整个生产管的环向压力负荷,提高生产管在拉管过程的环刚度。均匀速度拉管使孔内泥浆能够保持正常环流,不影响孔壁保护,保持孔内正常畅通,必须对钻机拉力、扭力及泥浆流量应进行严格的监控,保证拉管工序顺利完成。