王麗麗

中國石化管道儲運(yùn)公司搶維修中心技術(shù)質(zhì)量科，江蘇省徐州市 221008

大口徑輸氣管道穿越長距離巖石層時(shí)會(huì)遇上很多困難，由于地址方面的原因會(huì)帶來其它一些技術(shù)上面的難題，在控向技術(shù)、泥漿技術(shù)以及鉆進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用上都會(huì)比在其它工程中運(yùn)用復(fù)雜且難度高，本文提出了幾條在大口徑輸氣管道穿越長距離巖石層工程中具體對這三個(gè)技術(shù)的使用，對工程的成功實(shí)施有一定的促進(jìn)作用。

1 大口徑輸氣管道穿越長距離巖石層碰到的地質(zhì)難題

對于大口徑輸氣管道穿越長距離巖石層的工程中大口徑輸氣管道的鋪設(shè)一般主要鋪設(shè)在中等風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中等風(fēng)化礫巖層或碎石黏土層中，兩側(cè)穿越點(diǎn)附近淺地層主要在粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、粉砂、圓礫中穿越。由于地址環(huán)境的復(fù)雜多變，對施工有很高的要求。

2 大口徑輸氣管道穿越長距離巖石層碰到的難題

2.1 控向施工的難題

控向施工中存在四個(gè)難題：一是由于磁場會(huì)干擾泥漿馬達(dá)的正常工作，要求鉆頭與控向離信號源之間的距離與普通軟地層施工相比長12～12.5m，從而導(dǎo)致測量鉆頭方位數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)不符，導(dǎo)致控向作業(yè)盲區(qū)曾大。二是施工場地附近頻繁有一些對磁場干擾很大的交通工具和其它物品出現(xiàn)，對控向作業(yè)的干擾十分大，會(huì)影響定向工作的精準(zhǔn)程度。三是穿越底層時(shí)可能會(huì)遇見一段距離的碎石層、卵石等，而導(dǎo)向鉆和水平定向鉆都是不適合在這樣的地質(zhì)層中工作的。四是擴(kuò)孔器在巖石層中的修控能力比較差，而成品管的順利回拖則對巖石中導(dǎo)向孔圓滑的大小位置等都有較高的要求。以上四點(diǎn)都對控向技術(shù)在大口徑輸氣管道穿越長距離巖石工程中的使用都有一定的難度，需要更高的技巧去克服。

2.2 鉆進(jìn)工藝的難題

在進(jìn)行大口徑輸氣管道穿越長距離巖石的工作時(shí)，會(huì)遇到很多需要從一種質(zhì)地的巖石層鉆到另一種不同質(zhì)地的巖石層中的情形，這對鉆進(jìn)技術(shù)有很高的要求，其中又以層軟土層與碎石層、碎石層與巖石層、軟巖層與硬巖層結(jié)合部位的鉆進(jìn)工藝要求最高。不同地質(zhì)層之間進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)可能會(huì)對鉆具造成一定的破壞，從而影響整個(gè)工程的施工，因此負(fù)責(zé)鉆進(jìn)工作的人員應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注鉆具的情況，同時(shí)在施工中避免卡鉆的危險(xiǎn)發(fā)生。

2.3 泥漿工藝難題

由于泥漿的使用量和巖石的硬度、泥漿馬達(dá)的功率有關(guān)，而碎石層、巖石層的硬度遠(yuǎn)比普通軟地層大，因此施工中穿越碎石層、巖石層時(shí)泥漿的使用量會(huì)成倍增長。這是因?yàn)殂@頭切削碎石、巖石的工作需要大排量的泥漿來驅(qū)動(dòng)泥漿馬達(dá)的工作，當(dāng)巖石硬度越大時(shí)，鉆頭需要切削碎石、巖石的扭矩就越高，自然對泥漿排量的需求量就越大。

3 大口徑輸氣管道穿越長距離巖石層的主要施工技術(shù)的使用

3.1 控向技術(shù)

在利用控向技術(shù)時(shí)主要包括5個(gè)步驟：一是找準(zhǔn)穿越中心線的大地磁方位角，并以此為基準(zhǔn)控制導(dǎo)向孔，彌補(bǔ)因各種因素?zé)o法布置地面信標(biāo)系統(tǒng)而導(dǎo)致的偏差（具體可以在開鉆之前利用全站儀和信號棒準(zhǔn)確的找出此方位）；二是鉆導(dǎo)向孔前用兩根無磁鉆鋌來連接鉆具，因?yàn)榇盆F產(chǎn)生的信號會(huì)對泥漿馬達(dá)以及其后一些鉆桿的工作產(chǎn)生干擾，從而導(dǎo)致誤差甚至更加嚴(yán)重的后果；三是使用1.75°泥漿馬達(dá)鉆導(dǎo)向孔，一方面可以減小造斜角度，另一方面能保證導(dǎo)向孔曲線的圓滑度從而避免在擴(kuò)孔和回拖期間發(fā)生卡鉆；四是為保證鉆頭位置能被精確的測量，將地面信標(biāo)系統(tǒng)布置在入土側(cè)和出土側(cè)陸域；五是由于導(dǎo)向鉆和水平定向鉆都不適合在碎石、巖石段工作，適當(dāng)?shù)脑黾有盘枩y量頻率，可以將導(dǎo)向孔曲線的誤差控制在可接受范圍。

3.2 鉆進(jìn)技術(shù)

鉆進(jìn)技術(shù)具體可以從三個(gè)方面說：一是器具的選擇及調(diào)整，選用最大扭矩可達(dá)的鉆機(jī)以及低扭矩的對開式巖石擴(kuò)孔器。在鉆桿兩邊加樁固定，避免由于鉆機(jī)的扭矩和推力過大而造成的鉆桿彎曲，同時(shí)還可以增加鉆桿的力量以及泥漿的排量及配比性。二是具體操作過程，當(dāng)鉆頭從質(zhì)地較軟的地采用的施工方法為：首先降低鉆進(jìn)速度并減小鉆進(jìn)的力量同時(shí)調(diào)低鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，其次等到鉆頭或者擴(kuò)孔器進(jìn)入較硬的地層1～1.5m后，加大鉆進(jìn)力量并調(diào)整鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同時(shí)加大鉆進(jìn)速度但注意避免速度過而造成鉆進(jìn)曲線偏離預(yù)定的目標(biāo)。三是避免卡鉆的措施，在進(jìn)行鉆進(jìn)工作前制定精確的方案并依照方案嚴(yán)格執(zhí)行，這是保證在回拖期間以及預(yù)擴(kuò)孔期間不會(huì)發(fā)生卡鉆事故的基本前提。在具體施工時(shí)注意器具的選擇，比如在預(yù)擴(kuò)孔階段應(yīng)當(dāng)使用比上一級孔徑小11/2″～2″中心扶正器，在主管線最后一次擴(kuò)孔完成后用直徑介于回拖管徑與成孔直徑之間的桶式擴(kuò)孔器再清孔兩次并用此擴(kuò)孔器進(jìn)行回拖。

3.3 泥漿技術(shù)

泥漿技術(shù)的使用部分主要可以分為以下部分：一是對泥漿的調(diào)配，由于穿越地層條件的不同，泥漿的調(diào)配有所不同，但主要還是利用了地鉆專用膨潤土與一定比例的泥漿添加劑，同時(shí)在泥漿使用完成之后會(huì)回收廢棄的泥漿并將其環(huán)保固化。泥漿的調(diào)配時(shí)比例的控制主要使用復(fù)合泥漿配比技術(shù)做參照，在定向鉆膨潤土加入其重量的8%～10%重量的淡水配出基漿，再根據(jù)具體情況所需加入一定必烈的泥漿添加劑，比如固壁劑、粘劑、清屑劑和潤滑劑等。這樣配置出來的泥漿可以保證其性能符合所需穿越地層的要求，減小因?yàn)槟酀{原因而導(dǎo)致的孔壁漏失。

在具體的施工過程中根據(jù)所需進(jìn)入的地質(zhì)層的性質(zhì)的不同對泥漿性能進(jìn)行調(diào)整要求如下：在普通軟土層穿越段時(shí)，增加固壁劑的調(diào)配比較同時(shí)控制泥漿適當(dāng)失水，以導(dǎo)向孔塌癟等；在含碎石地層時(shí)，增加膠凝強(qiáng)調(diào)、降濾失劑以及懸浮性提升劑的調(diào)配比例，這樣可以有效的固孔、清孔并浮流碎石；在巖石穿越段時(shí)，一方面可以增大泥漿的潤滑性和流變性，減小鉆具與地面之間摩擦造成的鉆具磨損，另一方面保證孔眼清潔以及鉆屑的退出。

總而言之，大口徑輸氣管道穿越長距離巖石層的質(zhì)地及其它原因，導(dǎo)致其在施工方面存在很多困難，比如控向技術(shù)、泥漿技術(shù)以及鉆進(jìn)技術(shù)等技術(shù)的運(yùn)用，本文針對其具體實(shí)施的困難及不足提出了幾條解決的方案，希望能為其它工作者提供一個(gè)新的思路，以促進(jìn)我國天然氣能源相關(guān)事業(yè)的進(jìn)步。

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