石油管道水平定向鉆進施工技術(shù)淺析

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摘要：隨著科技的發(fā)展，水平定向鉆技術(shù)也有著飛速的發(fā)展，就實際情況來講，本文在以水平定向鉆井施工技術(shù)為研究背景，同時也對其原理做出了科學的分析，進而總結(jié)出石油管道水平定向鉆進施工技術(shù)的特點，對水平定向鉆進施工技術(shù)在石油管道中應(yīng)用研究提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：水平定向；鉆進施工；石油管道

1水平定向鉆的工作原理及介紹

水平定向鉆的原理就是以定向鉆機為主導的同時在導向儀的輔助下進行對所測地域的導向和探測。定向鉆機具備極高的導向效果，在鉆頭達到施工所需深度時，楔形鉆頭能夠切換成錐形擴孔器裝置，能夠更加精確地達到施工要求。水平定向鉆機就是在不挖開地表面的情況下對地下鋪設(shè)公用設(shè)施的一種工具，它的應(yīng)用廣泛，適用于沙土、黏土等特殊地質(zhì)情況，但是它不適用于地下水位較高的地層等。在我國，大部分地區(qū)都可以利用水平定向鉆進技術(shù)進行施工。施工環(huán)境溫度可在-15～45℃進行。目前的發(fā)展趨勢也是多元化發(fā)展，例如：大型化、微型化、超深度導向監(jiān)控等，所以水平定向鉆的應(yīng)用將越來越廣泛。

2水平定向鉆施工的特點

（1）現(xiàn)在一說施工，人們印象中就會出現(xiàn)施工現(xiàn)場嘈雜的聲音。但是，水平定向鉆施工時，不會對交通造成阻礙，也不會對施工現(xiàn)場的植被造成破壞，更不會影響周圍人正常的生活秩序。在這種模式下，傳統(tǒng)施工模式的嘈雜將不會出現(xiàn)，對周圍環(huán)境的影響也降到了最低，例如，在城市埋管時，遇到地下河床，水平定向鉆技術(shù)可以對周圍環(huán)境不造成破壞。（2）由于水平定向鉆鉆頭達到對應(yīng)深度時，就可以切換鉆頭繼續(xù)進行操作，現(xiàn)代化的施工設(shè)備施工精度極高，更加方便管道的鋪設(shè)和調(diào)整，更好地迎合施工的需求，并且能夠讓管道更加科學地繞過地下障礙物。（3）水平定向鉆技術(shù)也不受時令的影響，而且對比傳統(tǒng)施工方式，所需的勞動力少，作業(yè)進程遠遠高于傳統(tǒng)模式，而且由于儀器的極高精度和準度，施工的成功率高，且完工后安全隱患少。（4）水平定向鉆施工方式進出場地所需時間短，效率高，且可以根據(jù)實際施工地點進行靈活的微調(diào)，它所需要的成本相對于其他模式要低，不僅能達到節(jié)約成本的目的，還能提高施工效率。（5）在對施工地質(zhì)進行勘測完畢后，水平定向鉆所裝的預擴孔可以根據(jù)管道直徑的1.3～1.5倍把鉆孔達到施工所預期的大小。

3水平定向鉆施工存在的缺陷

（1）因為水平定向鉆施工是結(jié)合了傳統(tǒng)施工技術(shù)的一種新型技術(shù)，所以這項技術(shù)并沒有完全成熟，并沒有統(tǒng)一的技術(shù)參考標準。因此，對其工程的驗收和認定就有了一定的難度。（2）因為水平定向鉆不像傳統(tǒng)的開槽鋪設(shè)施工那樣進行回填，所以，這就對施工材料沉降有著極高的要求，讓其在實際運用中存在一定的風險。

4我國油氣管道的特點

因為我國的地貌復雜，不同地區(qū)有著不同的地質(zhì)地貌，所以，我國油氣管道的特點也比較煩瑣。到2020年3月，我國的油氣管道長度已經(jīng)有15萬km，新建天然氣管道達3萬多公里之多，而新建的原油管道達1萬km。按照這個發(fā)展趨勢，油氣管道的建設(shè)依然是重中之重。由于國家對油氣建設(shè)有著持續(xù)的投入，所以出現(xiàn)了很多新的施工技術(shù)。在技術(shù)發(fā)展的過程中，不僅是對技術(shù)的創(chuàng)新，更是對我國石油建設(shè)技術(shù)有著質(zhì)的提升。如今，我國的管道輸送效率已經(jīng)比以往傳統(tǒng)管道的效率提高了20個點。雖然我國管道的運輸一直在持續(xù)發(fā)展，但與世界頂尖的大國有著不小的差距，所以我國要不斷提高技術(shù)的創(chuàng)新，更快的讓我國油氣管道邁入世界頂尖的行列。

5水平定向鉆在石油管道中的基本應(yīng)用

（1）首先是對導向孔鉆進行分析，確保鉆進過程不能出現(xiàn)鉆孔偏移的情況，保證鉆孔的精準度，以免影響整個石油管道布置的進度。（2）在施工的過程中，擴孔技術(shù)是其中不可或缺的一部分，因為整個技術(shù)主體環(huán)節(jié)的需要，所以在開展擴孔的時候，要格外地注重細節(jié)，讓施工得以很好地進行。對于鉆頭的選擇也要按照要求的規(guī)格進行操作，確保鉆頭精準度。（3）管道回托也是實際施工中會出現(xiàn)的操作，它是基于水平定向鉆下進行的。這種技術(shù)能夠很好地防范鉆孔暴露時間過長對壁面造成一定的影響。在回拖的過程中，讓鉆孔達到規(guī)定的清潔度的同時也讓壁面更加光滑，這樣就會讓整個工程順利進行，也有利于施工人員的安全保障。

6水平定向鉆在石油管道工程需注意的問題

針對上述所陳列的問題進行探究，首先，相關(guān)施工人員可以選擇以下方式：可以采用同孔敷設(shè)進行推進，它主要是基于石油主管道和光纜套管的相關(guān)操作進行實際操作的，它可以在實際施工中讓回拖鋪設(shè)的效果得到提升。對于一般施工方式來說，采用同孔敷設(shè)的方式不僅可以節(jié)約成本而且可以縮短工期，但在擴徑直徑和穿越距離時容易受到限制。而且，石油主管道和光纜套管之間的纏繞也會使回拖阻力增加，甚至是讓纜線出現(xiàn)斷裂的情況。所以，在用這個方式進行操作時，要對施工地區(qū)地貌做好全面的勘察，制定出精準的方案后開展施工。除了同孔敷設(shè)以外，還可以采用分別敷設(shè)的方式來進行施工。這種方式注重石油主管道和光纜管道相互間隔的施工效果，從而降低石油主管道回拖的阻力，讓施工更加有保障。在實際開展施工的過程中，施工的材料也格外重要，因為施工材料決定了整個工程的質(zhì)量。在選擇管道材料時，讓相關(guān)的專業(yè)人士進行采購，在確保與光纜材料的協(xié)調(diào)性，同時也要保證材料在實際施工中能夠正常地進行推進作業(yè)，在確定施工材料的同時也要進行性價比的工作，讓工程既能達到節(jié)約成本的同時保證工程質(zhì)量。在進行管道回拖的時候，對回拖阻力的問題也有相應(yīng)的解決方法。一般情況下，直接回拖硅芯管和回拖鋼管，就必定會因管道直徑過小導致相對拉力不良的情況。所以，保證相關(guān)工作的順利進行以及讓工程達到最佳的效果非常重要。就當前來說，減少管道回拖阻力的方式通常都是以成孔的方式來進行。因為管道回拖這個步驟非常重要，所以相關(guān)施工人員一定要按照作業(yè)標準進行，利用科學合理的操作方式輔助作業(yè)，讓管道回拖達到所預期的情況，進而讓整個管道工程能夠順利進行，提高工程的質(zhì)量。

7水平定向鉆的施工工藝步驟

（1）測量放線。①標志樁：根據(jù)設(shè)計好的標準對所需要穿越的起止位置進行確定標記。②邊界樁：在施工的時候，臨時的占地區(qū)域的兩側(cè)邊界線需要布置好標記，以50m為單位進行間隔。軸向樁與臨時占用之間的邊界也要設(shè)置一條100m的標記，可以用繩索等進行標記，使其錯開灰白線，完成管道線路的鋪設(shè)。在完成放樣后，要清除障礙，然后對數(shù)據(jù)進行記錄。（2）場地選擇和布置管道。在確定鉆機場地和布管場地后，要對實際的情況進行分析后，確定入土點，保證鉆機能夠順利進行。布管場地常為狹長型，通常需要穿越布管場地80m左右，對寬度也有一定的要求，所以只要可以選擇直線線路就不要選擇彎路。（3）管道焊接。在進行管道焊接前，要確保管口沒有過多的異物，焊接時要對每組焊接時間良好地把控，防止因時間過長而需要再次清理管口。清管器使用時，要選擇柔軟的物質(zhì)，讓其能夠充分地與管壁接觸，達到近乎完美的程度。同時，在進行焊接的時候也要打起十二分精神。（4）鉆前檢驗。在鉆前對焊接、防腐等方面做好檢驗，確保后續(xù)工程能夠正常進行，進而提高整個管道工程的質(zhì)量。（5）安裝鉆機。在安裝鉆機的時候，確保鉆機的位置處于最佳位置上，然后進行整個系統(tǒng)的檢驗，確保在鉆機作業(yè)的過程中不會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況影響進程。（6）鉆機試鉆。在鉆機安裝好調(diào)試好系統(tǒng)后，對鉆機進行試鉆，保證其穩(wěn)定性。此時，專業(yè)的技術(shù)人員要對其進行數(shù)據(jù)的驗收，試鉆的深度一般為40m，將數(shù)據(jù)參數(shù)進行統(tǒng)計，確定數(shù)據(jù)穩(wěn)定后進行鉆孔。（7）鉆導向孔。在鉆導向孔的時候，對其進行檢測，確保穿越曲線已經(jīng)達到技術(shù)標準，一旦出現(xiàn)問題，就要及時解決。由于導向孔將直接影響最終的成孔，所以要嚴格按照已經(jīng)規(guī)劃好的標記軌道進行作業(yè)。同時做好數(shù)據(jù)記錄，以便鉆機能夠精準進行。通過數(shù)據(jù)來做好各個細節(jié)的調(diào)整，讓導向孔的進行得到優(yōu)化。（8）清孔。在擴孔完成后，就要進行清孔了。對泥漿的選擇和參數(shù)要做好研究，同時進行清孔的相關(guān)操作人員也要時刻保持高度緊張狀態(tài)，記錄好數(shù)據(jù)參數(shù)，在確保質(zhì)量的同時確保實際施工能夠正常地進行。（9）管道回拖時，提前將準備工作做好，將發(fā)送溝清理完畢?；赝蠒r要準備好足夠的補口等材料以及專業(yè)設(shè)備。為了避免塌方和損害壁面的完整性，可以用兩臺起吊機同時進行。管道回拖完畢后，及時進行抽干積水和回填工作。

8結(jié)語

總而言之，國家的經(jīng)濟發(fā)展越來越快，管道工程也日益增多，水平定向鉆作為近年來先進的技術(shù)，讓我國在石油管道技術(shù)方面有顯著的提升，但是，這項技術(shù)還需要在實踐中慢慢得到完善，讓我國石油管道工程技術(shù)得到質(zhì)的提升，提高管道的運輸效率。

參考文獻：

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[2]王和榮.定向鉆進技術(shù)應(yīng)用及水平井施工的意義[J]建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2019(30):1553.

作者:李軒綺 單位:大連瓦房店中石油昆侖燃氣有限公司