定向钻孔技术在燃气管道施工中的应用探讨

崔成萍

摘 要：文章阐述了定向钻孔技术在燃气管道施工中的应用，以期能为燃气经营者在有限空间作业中的施工提供新的思路。

关键词：燃气管道施工；有限空间作业；定向钻孔

1 概述

随着经济和社会的发展，人类对燃气的依赖性越来越高，这就给每年不断增加的燃气管道施工带来各种各样的考验。燃气管道经常需要从河流、铁路路基、公园等一些基础设施的下面通过，而水平定向钻穿越是对环境影响最小的施工方法。这项技术同时还可以为管道提供最好的保护层，并相应减少了维护费用，同时不会影响河流运输并缩短施工期，证明是目前效率最高、成本最低的穿越施工方法。

2 测量放线

根据穿越设计图纸位置，用全站仪确定管道中心线，入土点、出土点位置，并用白石灰做标记。在入土点一侧测定钻机安装位置，地锚、泥浆池、占地边界位置；在出土侧测定管道预制场地、泥浆池、占地边界，标出拖管车进出位置。

3 运管布管

运管布管应该特别注意管道外防腐层的保护工作和管口的保护，避免防腐层和管口受损。管道吊具使用柔性吊具，不得使用钢丝绳和易损坏管口的吊钩。运输中要在容易受损处垫上草捆、皮带等柔性垫具，每根管子一个土墩，土墩高度为0.5m，宽度为1m，位于管子1/3处。

4 管道焊接所有

（1）用外对口器对口时，撤离外对口器前根焊道必须焊完50%以上，方可撤离外对口器，根焊道每段长度应近似相等，且均匀分布。（2）根焊必须熔透，背面成型良好。（3）当相邻两施工管段连接（碰死口）焊接时，宜将施焊时的环境温度控制在20℃左右，以减少温差应力。

5 管道焊缝的质量检查

（1）管道焊缝在强度试验和严密试验之前均须作外观检查和无损探伤检查。（2）管道焊缝表面质量应在焊后及时检查，检查前应清除熔渣、飞溅物等杂物。表面质量合格后方可进行无损检测。（3）管道焊缝表面质量检验应符合下列规定：焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣和根部收缩等缺陷，咬边深度不得大于0.5mm，在任何长300mm焊缝中两侧咬边累计长度不得大于50mm，焊缝余高以0.5mm～2.0mm为宜，个别部位（管底部处于时钟5～7时位置）不得超3mm，且长度不超过50mm，焊缝宽度宜按坡口宽度每侧增加0.5mm～2.0mm为宜。（4）本工程对接焊缝外观检查合格后方可进行无损检测，外观检查质量标准应符合《油气长输管道工程施工及验收规范》GB50369-2006第10.3.1的規定。（5）本工程所有焊缝均应进行100%的超声波和100%的X射线检验，焊缝的超声波、X射照相探伤检验按《石油天然气钢质管道无损检测》（SY/T4109-2005）标准执行，超声波Ⅰ级为合格，X射照相探伤Ⅱ级为合格。

6 管道防腐和试压

管道检测合格后，立即对焊口进行防腐补口以及电火花检漏，发现漏点应及时进行修补，补口、补伤具体操作方法要符合设计及施工规范要求。

穿越处管线必须进行强度试验，试验以水为介质，强度试验压力为6MPa，稳压时间为4h，严密性试验为4MPa，稳压时间为24h，压降不大于1%为合格，具体按照《油气输送管道穿越工程施工规范》GB 50424-2007、《油气长输管道工程施工及验收规范》GB 50369-2006执行。

7 穿越准备

道路和场地对于定向钻穿越至关重要，穿越前要做好道路和场地的修建工作，对其他准备工作进行复查工作，检查有没有漏项。泥浆池的开挖出入土点各设一个，位置在设备停放场地之外，根据地形选择均设置在出入土点的前方附近。泥浆池的大小为长5m×宽5m×高3m的矩形池。

8 钻机就位和调试

钻机及配套设备就位，按施工布置图及规范要求将钻机及附属配套设备锚固在预定位置。钻机必须安装在入土点与出土点的连线上，左右误差不超过1m，钻机安装后，应进行试运转，各参数正常后钻进1～2根钻杆后检查各部分运转情况，各参数正常后按照要求钻进。

9 钻孔导向

（1）钻进时的入土角度分别为8°、6°，导向钻孔根据设计曲线钻进。（2）施工过程中，谨慎处理控向数据，并适当控制钻进速度，保证导向口光滑。（3）由于每根钻杆方向改变量小，为保证左右方向，在出土钻点之间每隔20m设一明显标记。每钻进一根钻杆，方向至少探测2次。对探测点要做好标记。认真记录钻进过程中的倾角角度、深度等。（4）钻孔工艺根据土质情况采用3级反拉旋转扩孔成孔，分别采用不同型号的挤扩式扩孔器，反扩成孔，在实际的钻孔导向过程中，做好实时跟踪测量，并且做好记录，每隔一根钻杆设置数据控制点，以此控制导向钻孔的钻进。（5）导向孔完成后，根据钻孔轨迹和数据记录，确定此导向孔是否可用，根据《建设工程质量检验评定标准》（管道穿跨越工程）（SY4104-95），出土点纵向偏差≤2%L且<2m；导向孔完成后卸掉钻头安装好扩孔器，泥浆喷孔没有堵塞后开始扩孔，岩石扩孔器与钻杆必须确保连接到位方可回扩，防止发生脱扣事故。

10 关键环节的控制

（1）导向孔的保证措施。钻向孔要严格按照设计图纸的要求进行施工，测量放线必须使用全站仪，对出、入土点进行详细的测量，使两点之间成一条直线；打导向孔时先计算好穿越轨迹输入电脑，两点直线段间设置2～3个人工磁场线圈这样能对钻杆行走的轨迹进行实时监控和及时纠正，确保穿越轨迹不会超出设计范围。（2）预扩孔的保证措施。根据地质勘察报告，可以采用岩石扩孔器进行5级扩孔和至少一次清孔，在实际施工中每级扩孔的极差不允许大于200mm，根据不同土质更换不同的扩孔器，扩孔器在扩孔时要保持高速运转，同时放慢钻杆的行走速度。（3）管道回拖的保证措施。拖管前认真检查分动器、U型环、连接销是否灵活结实，检查各个部件是否满足抗拉力的要求，检查各个螺母是否拧紧。因为布管现场地势高低不平，而且不直，若采用滚轮支架的方法发送管道，由于无法固定支架所以管道在回拖时支架很容易被拉倒，造成防腐层损伤现象，本段拖管施工我们采用常规的搭建土台垫管；做法是先将细粉土装袋每隔10m搭设一个2m×2m×0.5m高的土台，回拖前用水将其浇湿，土台能起到保护防腐层的作用，两台吊车配合即可。

11 结束语

城市燃气管网是城市基础设施的重要组成部分，燃气管网的合理布局，关系人民生命财产安全，关系社会稳定，不断提高施工技术是新时期城市建设发展的需要，是当前城市安全管理的需要。只有燃气经营者加强对燃气管网基础建设的投入，不断提高燃气工作者的技术水平，才能保证城市燃气管网安全、稳定运行，城市建设越来越美观。

参考文献

[1]国家发展和改革委员会.SY/T4109-2005.石油天然气钢质管道无损检测[S].2005-07-26.

[2]涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级[S].北京：中国标准出版社，2008.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准[S].北京：中国标准出版社，2009.